Ceres: il pianeta nano più piccolo e più vicino

Cerere è un pianeta nano, l'unico situato nelle parti più interne del sistema solare; il resto giace ai bordi esterni, nella cintura di Kuiper. Sebbene sia il più piccolo dei pianeti nani conosciuti, è l'oggetto più grande nella fascia degli asteroidi.

A differenza di altri corpi rocciosi nella fascia degli asteroidi, Cerere è uno sferoide oblato, arrotondato con un rigonfiamento rotazionale attorno al suo equatore. Gli scienziati pensano che Cerere possa avere un oceano e forse un'atmosfera. Il recente arrivo di una sonda ha svelato alcuni dei segreti del pianeta nano, ma altri rimangono nascosti. [ Guarda altre foto del pianeta nano Cerere ]

Punti luminosi e montagne solitarie

Il 6 marzo 2015, Dawn This Webcraft della NASA è diventata la prima sonda ad orbitare attorno a due corpi nel sistema solare. Dopo aver lasciato l'asteroide Vesta, Dawn si è recata a Cerere, un mondo ghiacciato che ha stuzzicato gli scienziati per anni. Sebbene la maggior parte degli asteroidi siano fatti di roccia, Cerere ha rivelato che potrebbe contenere acqua sulla sua superficie dal 1991, sebbene quei suggerimenti siano rimasti non confermati per più di 20 anni.

La maggior parte della superficie è di un grigio opaco. Le osservazioni spettrali di Cerere hanno rivelato la presenza di una forma di grafite nota come carbonio grafitizzato.

"Non si è evoluto in una vera e propria grafite", ha detto a This Web.com Amanda Hendrix, una scienziata senior del Planetary Science Institute in Arizona. Ma è vicino.

Quando Dawn si avvicinò all'asteroide gigante, un punto luminoso sulla sua superficie divenne più chiaro. Dopo aver osservato Cerere, sul pianeta sono stati trovati 130 punti simili di varia luminosità. La superficie di Cerere è generalmente riflettente come l'asfalto appena colato, mentre le macchie variavano dalla lucentezza opaca del cemento alla sorprendente luminosità del ghiaccio che galleggia sugli oceani della Terra. La regione più luminosa si trova nel cratere Occator largo 56 miglia (90 chilometri), che contiene le più famose raccolte di punti luminosi sulla superficie di Cerere.

Le prime speculazioni sui punti includevano la possibilità di vulcani di ghiaccio sul pianeta nano. Tuttavia, solo una singola "montagna solitaria" si erge dalla superficie. La montagna a forma di piramide sale a un'altitudine di 21.120 piedi (6.437 metri). La montagna alta 4 miglia si erge solitaria, senza prove di attività vulcanica o di altra natura che suggeriscano la sua origine sconcertante.

Sebbene uno studio delle macchie abbia originariamente trovato firme di solfati di magnesio idratati, lo stesso materiale che costituisce il sale di Epsom sulla Terra, un ulteriore esame ha rivelato le firme chimiche del carbonato di sodio. Formato dal carbonio, sulla Terra il materiale viene spesso lasciato indietro mentre l'acqua evapora, suggerendo che i sali si siano formati nelle condizioni acquose sotto la crosta. La maggior parte delle regioni luminose sono associate a crateri, suggerendo che la loro formazione potrebbe essere correlata agli impatti. Questi risultati si collegano a una precedente comprensione della formazione del pianeta nano.

I lineamenti di Cerere prendono il nome da spiriti e divinità dell'agricoltura e sono stati approvati dall'Unione Astronomica Internazionale nel 2015. Cerere stessa prende il nome dalla dea romana del mais e dei raccolti.

Un mondo un tempo bagnato

Cerere può sembrare arido e grigio, ma probabilmente in passato conteneva un oceano liquido. Dawn ha utilizzato la massa del pianeta nano per mappare il suo campo gravitazionale. Combinate con le osservazioni delle superfici ghiacciate, le osservazioni rivelano tracce di un oceano nella crosta, con segni di un mantello fangoso sotto la superficie.

Cerere ha una densità di 2,09 grammi per centimetro cubo, portando gli scienziati a concludere che circa un quarto del suo peso è acqua. Ciò darebbe al pianeta nano più acqua dolce di quella contenuta nella Terra. In confronto, la Terra ha una densità di 5,52 grammi per centimetro cubo. Prima che Dawn visitasse il pianeta nano, gli scienziati sospettavano già che potesse nascondere un oceano liquido o ghiacciato; il satellite in visita ha aiutato a tuffarsi nei segreti che si nascondono sotto la superficie del pianeta.

Gli scienziati pensano che il ghiaccio d'acqua serva da mantello del pianeta nano. Si pensa che la crosta sottile e polverosa sia composta da roccia, mentre al centro si trova un nucleo roccioso interno. Le osservazioni spettrali di Cerere dalla Terra rivelano che la superficie contiene argille ricche di ferro. Allo stesso modo sono stati trovati segni di carbonati, rendendo Cerere uno dei pochi corpi nel sistema solare noto per contenere questi minerali, gli altri due sono la Terra e Marte. Formati da un processo che coinvolge calore e acqua, i carbonati sono considerati buoni indicatori potenziali di abitabilità. [ La ricerca della vita su Marte (una linea temporale fotografica)

"Era qualcosa che non ci aspettavamo", ha detto Chris Russell, ricercatore principale e scienziato planetario di Dawn presso l'Università della California, Los Angeles, a This Web.com nel 2016. "I carbonati sono un'indicazione molto forte dei processi ora in cui crediamo ha avuto luogo all'interno, il che lo rende più simile alla Terra, quando può alterare la chimica all'interno".

I sali abbasserebbero la temperatura di congelamento dell'acqua nascosta all'interno della crosta, impedendo che si congeli rapidamente come potrebbe fare l'acqua pura.

Quando grandi corpi si schiantano contro Cerere, possono estrarre una regione della crosta, tagliando il mantello ghiacciato sottostante per lasciare il ghiaccio più vicino alla superficie. Quando la luce solare riscalda lo strato esterno, il ghiaccio può passare da solido a gassoso attraverso un processo noto come sublimazione.

Nel 2014, Herschel This Web Observatory della European This Web Agency ha rilevato pennacchi di vapore acqueo in fuga dal pianeta nano a una velocità di 13 libbre. (6 chilogrammi) al secondo.

"Questo è il primo rilevamento chiaro dell'acqua su Cerere e nella cintura di asteroidi in generale", ha detto a This Web.com Michael Kppers dell'Agenzia europea This Web, Villanueva de la Caada, Spagna, nel 2014. Kppers ha condotto lo studio del vapore che apparve in Natura.

Ma non tutta l'acqua è nascosta sotto la superficie. Dawn ha rivelato macchie crescenti di ghiaccio e minerali legati all'acqua liquida sul minuscolo mondo.

Andrea Raponi, ricercatore presso l'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), ha trovato una macchia di ghiaccio in crescita sul fondo del cratere Juling, raschiato vicino alle medie latitudini. Una seconda squadra, guidata da Filippo Giacomo Carrozzo, anche lui dell'INAF, ha rivelato cambiamenti nel terreno che sospettano siano legati ai carbonati.

"Lo stesso processo può essere all'opera nel fondo del cratere di Juling, fornendo un rifornimento di acqua sotto il suolo che sublima e in parte condensa sulla parete fredda", ha detto Raponi a This Web.com.

"Le due opere mostrano che l'acqua è attualmente disponibile sulla superficie di Cerere e produce cambiamenti geologici e mineralogici sulla sua superficie", ha affermato.

Queste macchie possono cambiare mentre il pianeta si inclina nel corso di migliaia di anni. L'inclinazione di Cerere rispetto alla sua orbita cambia da 2 gradi a circa 20 gradi nel corso di 24.500 anni, un tempo relativamente breve dal punto di vista astronomico. Ciò può causare oscillazioni drammatiche in cui i crateri possono continuare a nascondere l'acqua per lunghi periodi di tempo. In questo momento, mentre l'inclinazione di Cerere è vicina al minimo, ampie strisce di terreno attorno ai poli non ricevono la luce solare diretta. Ma 14.000 anni fa, quando Cerere era alla sua massima inclinazione, quelle regioni si rimpicciolirono, lasciando solo una manciata di aree in cui il ghiaccio poteva continuare a nascondersi durante il turno.

"L'idea che il ghiaccio possa sopravvivere su Cerere per lunghi periodi di tempo è importante mentre continuiamo a ricostruire la storia geologica del pianeta nano, compreso se ha emesso vapore acqueo", ha affermato Carol Raymond, coautrice dello studio e vice ricercatrice principale di Dawn. , anche di JPL, in una dichiarazione.

Dawn ha anche scoperto aree ricche di sostanze organiche sulla superficie e ha stabilito che molto probabilmente erano originarie del pianeta nano. I dati di This Webcraft suggeriscono che i materiali organici molto probabilmente sono stati portati in superficie dall'interno del pianeta nano.

"Questa scoperta di una concentrazione localmente elevata di sostanze organiche è intrigante, con ampie implicazioni per la comunità di astrobiologia", ha affermato in una nota il dottor Simone Marchi, ricercatore senior del Southwest Research Institute. "Cerere ha prove di minerali idratati contenenti ammoniaca, ghiaccio d'acqua, carbonati, sali e ora materiali organici. Con questa nuova scoperta Dawn ha dimostrato che Cerere contiene ingredienti chiave per la vita".

Si pensa che Cerere contenga un sottile strato esterno di polvere e roccia su uno strato ghiacciato. (Credito immagine: NASA/ESA/STScI)

Storia e scoperta

Gli astronomi alla fine del 18° secolo predissero matematicamente la presenza di un pianeta tra Marte e Giove, puntando avidamente i loro telescopi nella regione alla ricerca del corpo scomparso. Il 1 gennaio 1801 l'astronomo siciliano Giuseppe Piazzi scoprì quello che allora era considerato un pianeta, chiamandolo Cerere per la dea romana.

Nel giro di un decennio sono stati scoperti quattro nuovi oggetti nella stessa regione, tutti considerati anche pianeti. Passarono quasi 50 anni prima che altri corpi più piccoli fossero trovati sparsi tra Marte e Giove, i componenti della cintura di asteroidi e Cerere fosse retrocesso allo stato di un asteroide.

Nel 2006 Cerere è stato promosso allo stato di pianeta nano; non ha raggiunto il pieno stato planetario perché non è riuscito a liberare gravitazionalmente il suo quartiere dai detriti, sebbene spesso mantenga anche la sua classificazione di asteroide. [Infografica: pianeti nani nel sistema solare]

Cerere, l'oggetto più grande nella fascia degli asteroidi, costituisce quasi un terzo della sua massa. Anche così, rimane il più piccolo pianeta nano conosciuto, a sole 590 miglia (950 km) all'incirca delle dimensioni del Texas. Un giorno su Cerere dura poco più di 9 ore terrestri, mentre occorrono 4,6 anni terrestri per viaggiare intorno al sole.

La vicinanza e la bassa massa di Cerere hanno portato alcuni scienziati a suggerire che potrebbe fungere da potenziale sito per atterraggi con equipaggio e punto di partenza per missioni con equipaggio in profondità di questo Web.

La fonte dell'acqua terrestre?

A differenza della maggior parte della cintura degli asteroidi, Cerere contiene una notevole quantità di ghiaccio. Ciò potrebbe significare che mondi simili nel primo sistema solare potrebbero essere stati responsabili del trasporto di acqua sulla Terra.

Sotto gli attuali modelli del sistema solare, la Terra si sarebbe formata principalmente rocciosa. L'acqua che conteneva sulla sua superficie sarebbe stata vaporizzata quando un grande protopianeta si sarebbe scontrato con esso per formare la luna. Per molto tempo, gli scienziati hanno pensato che le comete avrebbero potuto fornire acqua alla Terra riformata mentre entravano in collisione con la sua superficie. Tuttavia, le sonde che studiano le comete hanno dimostrato che le rocce ghiacciate non contengono il giusto tipo di acqua perché i loro fratelli siano responsabili di tali consegne. Nuovi studi si sono rivolti a oggetti noti come asteroidi della cintura principale, vicini rocciosi e ghiacciati di Cerere.

"Un quarto della massa di Cerere è acqua e tre quarti è roccia", ha detto Russell a This Web.com nel 2015.

"Se avessimo solo pochi corpi di tipo Cerere in collisione con la Terra, possiamo spiegare da dove viene l'acqua".

Risorse addizionali

  • Cerere della NASA: fatti e cifre
  • Esplorazione del sistema solare della NASA: movimento rotatorio di Cerere
  • Gli obiettivi di Dawn della NASA: Vesta e Ceres

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