Di planet kerdil Ceres, samudera bisa ada di masa lalu

Ceres dalam Warna Alami, Snapshot Misi Dawn Mei 2015

Pada Maret 2015, misi Dawn NASA tiba di Ceres, protoplanet, dan objek terbesar sabuk asteroid. Misi Dawn mengeksplorasi benda tertua di tata surya untuk mendapatkan wawasan tentang kondisi dan proses yang terjadi pada tahap awal keberadaannya. Fajar telah menentukan bahwa mineral akuifer adalah umum di Ceres, yang menunjukkan bahwa dulu ada lautan global di protoplanet.

Ini, tentu saja, menimbulkan banyak pertanyaan: apa yang terjadi pada lautan, dan mungkinkah masih ada air di Ceres? Dalam hal ini, tim Dawn baru-baru ini melakukan dua studi yang menjelaskan masalah ini. Dalam yang pertama, data yang diperoleh oleh gravitasi digunakan untuk menggambarkan interior protoplanet. Yang kedua mempelajari topografi benda langit untuk menentukan strukturnya.

Studi pertama, "Kendala pada struktur internal Ceres dan evolusi berdasarkan bentuk dan gravitasi yang diukur oleh pesawat ruang angkasa Dawn," baru-baru ini diterbitkan dalam Journal of Geophysical Research. Tim tersebut, dipimpin oleh seorang postdock dari JPL Anton Ermakov, termasuk para peneliti dari Goddard Space Flight Center, German Aerospace Center, Universitas Columbia, University of California di Los Angeles dan Massachusetts Institute of Technology.


Foto Ceres diambil oleh Fajar

Tim bekerja dengan data gravitasi protoplanet yang dikumpulkan oleh Dawn Probe setelah memasuki orbit di sekitar Ceres. Menggunakan jaringan komunikasi ruang angkasa jarak jauh NASA untuk melacak perubahan kecil di orbit pesawat ruang angkasa, Ermakov dan rekan-rekannya mampu mengukur bentuk dan gravitasi di Ceres untuk menentukan komposisi dan strukturnya.

Mereka menemukan tanda-tanda aktivitas geologi di Ceres; jika tidak pada saat ini, maka di masa lalu yang relatif baru. Ini dapat dilihat di tiga kawah - Okkator, Kervan dan Yalod - dan di satu-satunya gunung tinggi Ceres, Ahuna Mons. Mereka dikaitkan dengan "anomali gravitasi," perbedaan antara model gravitasi Ceres dan apa yang diamati oleh penyelidikan Dawn pada kenyataannya.

Tim menyimpulkan bahwa keempat fitur ini dan formasi geologi terkenal lainnya adalah tanda-tanda cryovolcanism dari struktur bawah permukaan. Selain itu, mereka menentukan kerak kerak yang relatif rendah, yang lebih dekat dengan es daripada batuan padat. Tetapi ini tidak sesuai dengan penelitian sebelumnya oleh Michael Bland dari US Geological Survey.

Sebuah studi oleh Bland, yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience di 2016, mencatat bahwa es tidak mungkin menjadi komponen utama kerak padat Ceres, karena terlalu lunak untuk ini. Secara alami, muncul pertanyaan tentang bagaimana kerak bisa seringan es, bertepatan dalam kepadatan dengannya, dan pada saat yang sama jauh lebih tahan lama. Untuk menjawab pertanyaan ini, tim kedua mencoba mensimulasikan evolusi permukaan Ceres.


Data gravitasi pada Ceres, memberikan petunjuk tentang strukturnya

Studi mereka, "Struktur Dalam Ceres, Ditemukan Menggunakan Topografi dan Gravitasi Permukaan," diterbitkan dalam jurnal Earth and Planetary Science Letters. Tim yang dipimpin oleh Roger Fu, seorang profesor di Departemen Ilmu Bumi, Atmosfer dan Planetary di MIT, terdiri dari karyawan di Institut Teknologi Virginia, Institut Teknologi California, Institut Riset Barat Daya, Masyarakat Geologi AS, dan Institut Astrofisika Nasional Italia.

Mereka mempelajari kekuatan dan komposisi kulit Ceres dan struktur internal berdasarkan topografinya. Memodelkan aliran kerak protoplanet, Fu dan rekan menentukan bahwa kemungkinan besar terdiri dari campuran es, garam, batu, dan hidrat klatrat . Struktur seperti itu, terdiri dari molekul gas yang dikelilingi oleh molekul air, diperoleh 100-1000 lebih kuat dari es air.

Menurut teori mereka, struktur berkekuatan tinggi seperti itu dapat bertumpu pada lapisan yang lebih lunak yang mengandung sejumlah cairan. Ini memungkinkan topografi Ceres berubah dari waktu ke waktu dan menghaluskan fitur-fitur yang dulu lebih menonjol. Opsi ini juga menjawab pertanyaan tentang kemungkinan samudera - ia membeku dan diikat oleh kerak yang keras. Meskipun demikian, sebagian perairannya masih harus dalam keadaan cair di bawah permukaan.

Teori ini bertepatan dengan beberapa model evolusi termal yang diterbitkan sebelum Subuh tiba di Ceres. Model mengklaim bahwa ada air cair di dalam Ceres, yang mirip dengan temuan yang dibuat di bulan Jupiter, Eropa, dan di bulan Saturnus, Enceladus. Tetapi dalam kasus Ceres, cairan ini mungkin merupakan sisa-sisa lautan purba, dan bukan hasil dari aktivitas geologis saat ini dari interior tubuh selestial.


Kemungkinan struktur internal Ceres

Bersama-sama, penelitian ini menunjukkan bahwa Ceres memiliki sejarah yang panjang dan bergejolak. Studi pertama menemukan bahwa kerak Ceres adalah campuran es, garam, dan akifer - mewakili sebagian besar lautan purba. Studi kedua menunjukkan bahwa di bawah kerak permukaan keras Ceres, lapisan yang lebih lembut bersembunyi, yang mungkin merupakan tanda cairan yang tersisa dari laut.

Seperti yang dijelaskan oleh Julie Castillo-Rogez, seorang peserta proyek Dawn di JPL dan rekan penulis dari kedua studi tersebut, “Kami menjadi semakin sadar bahwa Ceres adalah dunia yang kompleks dan dinamis yang memiliki banyak air dalam fase cair di masa lalu, dan beberapa jenis maka jumlahnya di masa sekarang. "

Pada 19 Oktober 2017, NASA mengumumkan bahwa misi Dawn akan diperpanjang hingga kendaraan kehabisan bahan bakar - ini akan terjadi sekitar paruh kedua tahun 2018. Pembaruan berarti bahwa Fajar akan berada di orbit di sekitar Ceres ketika melewati perihelion pada bulan April 2018. Pada saat ini, permukaan es akan mulai menguap dan membentuk suasana sementara.

Selama periode ini dan seterusnya, perangkat akan tetap berada di orbit yang stabil di sekitar Ceres, dan akan terus mengirim informasi tentang protoplanet ini. Data yang diperoleh akan membantu meningkatkan pemahaman kita tentang tahap awal pengembangan tata surya dan proses evolusinya selama miliaran tahun.

Di masa depan, mungkin kita akan mengirim peralatan ke Ceres yang dapat turun ke permukaannya dan memeriksa topografinya secara langsung. Jika semuanya berhasil, di masa depan misi akan dapat menjelajahi bagian dalam Ceres, serta dunia "laut" lainnya seperti Eropa dan Enceladus, dan mencari tahu apa yang tersembunyi di bawah permukaan es mereka!