The Pás asteroidů je docela zajímavé místo. Kromě toho, že tato oblast obsahuje 2,8 až 3,2 kvintilionů metrických tun hmoty, je také domovem mnoha menších planet. Největší z nich, známá jako Ceres, je nejen největší menší planetou ve Vnitřní sluneční soustavě, ale také jediným tělesem v této oblasti, které bylo Mezinárodní astronomickou unií (IAU) označeno jako „trpasličí planeta“.
Vzhledem ke své velikosti a tvaru, když byla poprvé pozorována, byla Ceres považována za planetu. Zatímco tato víra byla od té doby revidována, Ceres je jediná mezi objekty v Pásu asteroidů v tom, že je to jediný objekt dostatečně masivní na to, aby získal kulovitý tvar. A stejně jako většina trpasličích planet v naší Sluneční soustavě zůstává její stav kontroverzní a naše znalosti o ní jsou omezené.
Objevování a pojmenování:
Ceres objevil Giuseppe Piazzi 1. ledna 1801 při hledání hvězd zvěrokruhu. Existenci Ceres však předpověděl několik desetiletí dříve Johann Elert Bode, německý astronom, který spekuloval, že mezi Marsem a Jupiterem musí být planeta. Základem pro tento předpoklad byl dnes již neexistující Bode-Titův zákon, který jako první navrhl Johann Daniel Titius v roce 1766.
Tento zákon uváděl, že v hlavních poloosách oběžných drah známých planet existuje pravidelný vzor, jehož jedinou výjimkou byla velká mezera mezi Marsem a Jupiterem. Ve snaze tento problém vyřešit poslal v roce 1800 německý astronom Franz Xaver von Zach žádost čtyřiadvaceti zkušeným astronomům (nazývaným „Nebeská policie“), aby spojili své úsilí při hledání této chybějící planety.
Srovnání snímků HST a Dawn FC Ceres pořízených s téměř 11letým odstupem. Kredit: NASA.
Jedním z těchto astronomů byl Giuseppe Piazzi z Akademie v Palermu, který učinil objev krátce předtím, než dorazilo jeho pozvání, aby se připojil ke skupině. V době svého objevu si ji spletl s kometou, ale následná pozorování ho přivedla k prohlášení, že by to mohlo být něco víc. Oficiálně sdílel svá pozorování s přáteli a kolegy do dubna 1801 a poslal informace von Zachovi, aby byly zveřejněny v září.
Bohužel kvůli změně své zdánlivé polohy byl Ceres příliš blízko sluneční záři, než aby byl viditelný pro astronomy. Až koncem roku bude znovu spatřen, a to především díky německému astronomovi Carlu Freidrichu Gaussovi a jeho předpovědím o jeho oběžné dráze. 31. prosince von Zach a jeho kolega Heinrich W.M. Olbers našel Ceres poblíž pozice, kterou předpověděl Gauss, a tak ji získal.
Piazzi původně navrhoval pojmenovat svůj objev Cerere Ferdinandea po římské bohyni zemědělství Ceres (italsky Cerere) a králi Ferdinandovi ze Sicílie. Jméno Ferdinand bylo u jiných národů vynecháno, ale Ceres byl nakonec zachován. Ceres se také v Německu krátce nazývala Hera; zatímco v Řecku se stále nazývá Demeter podle řeckého ekvivalentu římské bohyně Ceres.
Klasifikace:
Klasifikace Ceres se od svého objevu více než jednou změnila a zůstává předmětem sporů. Například Johann Elert Bode – současník Piazzi – věřil, že Ceres je „chybějící planeta“, kterou navrhl, aby existovala mezi Marsem a Jupiterem. Ceres byl přiřazen planetární symbol a zůstala uvedena jako planeta v astronomických knihách a tabulkách (spolu s2 Pallas, 3 Juno,a 4 Vesta ) až do poloviny 19. století.
Ceres ve srovnání s dosud navštívenými asteroidy, včetně Vesta, mapovacího cíle Dawn v roce 2011. Uznání: NASA/ESA/Paul Schenck.
Když byly v sousedství Ceres objeveny další objekty, bylo zjištěno, že Ceres představuje první z nové třídy objektů. V roce 1802, s objevem2 Pallas, William Herschel razil termínasteroid(„hvězdovité“) pro tato těla.Jako první takové tělo, které bylo objeveno, Ceres dostala označení1 Cerespodle moderního systému označení vedlejších planet.
V 60. letech 19. století byla existence zásadního rozdílu mezi asteroidy jako Ceres a velkými planetami široce přijímána, ačkoli přesná definice „planety“ nebyla nikdy formulována. Debata v roce 2006 kolem Eris, Pluta a toho, co tvoří planetu, vedla k tomu, že Ceres byla zvažována pro překlasifikaci na planetu.
Definice, která byla přijata dne 24. srpna 2006 nesly požadavky, na které má planeta dostatečnou hmotnost hydrostatická rovnováha být na oběžné dráze kolem hvězdy a nebýt satelitem a vyčistit okolí kolem její oběžné dráhy. Jak to je, Ceres neovládá svou dráhu, ale sdílí ji s tisíci dalších asteroidů a tvoří jen asi třetinu hmotnosti Pásu asteroidů. Těla jako Ceres, která splnila některé z těchto kvalifikací, ale ne všechny, byla místo toho klasifikována jako „trpasličí planety“.
Kromě kontroverze kolem použití tohoto termínu existuje také otázka, zda status Ceres jako trpasličí planety znamená, že již nemůže být považován za asteroid. Rozhodnutí IAU z roku 2006 se nikdy nezabývalo tím, zda je Ceres asteroid nebo ne. IAU ve skutečnosti nikdy nedefinovala slovo „asteroid“ a do roku 2006 upřednostňovala termín „minorózní planeta“ a poté termíny „malé těleso sluneční soustavy“ a „trpasličí planeta“.
Velikost, hmotnost a oběžná dráha:
Dřívější pozorování Ceres byla schopna vypočítat její velikost pouze v rámci řádu velikosti. V roce 1802 anglický astronom William Herschel podcenil její průměr na 260 km, zatímco v roce 1811 Johann Hieronymus Schröter nadhodnotil na 2 613 km. Současné odhady uvádějí jeho střední poloměr na 473 km a jeho hmotnost na zhruba 9,39 × 10dvacetkg (ekvivalent 0,00015 Země nebo 0,0128 Měsíce).
Srovnání velikostí Vesta, Eros a Ceres. Poděkování: NASA/JPL
S touto hmotností Ceres zahrnuje přibližně třetinu odhadované celkové hmotnosti pásu asteroidů (což je zase přibližně 4 % hmotnosti Měsíce). Dalšími největšími objekty jsou Vesta, Pallas a Hygiea, které mají střední průměry více než 400 km a hmotnosti 2,6 x 10dvacetkg, 2,11 x 10dvacetkg a 8,6 × 1019kg resp. Hmotnost Ceres je dostatečně velká na to, aby měla téměř kulový tvar, díky čemuž je jedinečná mezi objekty a menšími planetami v Pásu asteroidů.
Ceres sleduje mírně nakloněnou a mírně excentrickou dráhu, která se pohybuje od 2,5577 AU (382,6 milionů km) od Slunce v periheliu a 2,9773 AU (445,4 milionů km) v aféliu. Má oběžnou dobu 1 680 pozemských dnů (4,6 roku) a trvá 0,3781 pozemských dnů (9 hodin a 4 minuty), než dokončí hvězdnou rotaci.
Složení a atmosféra:
Na základě své velikosti a hustoty (2,16 g/cm³) se předpokládá, že Ceres se rozlišuje mezi skalnatým jádrem a ledovým pláštěm. Na základě důkazů poskytnutých Keckův dalekohled v roce 2002 , plášť se odhaduje na 100 km silný a obsahuje až 200 milionů kubických km vody – což je více sladké vody, než existuje na Zemi. Infračervená data na povrchu také naznačují, že Ceres může mít pod svým ledovým pláštěm oceán.
Pokud je to pravda, je možné, že by tento oceán mohl ukrývat mikrobiální mimozemský život, podobný tomu, co bylo navrženo o březen , Titan , Evropa a Enceladus . Dále byla vyslovena hypotéza, že ejekta z Ceres mohla v minulosti vyslat na Zemi mikroby.
Mezi další možné povrchové složky patří jílové minerály bohaté na železo (cronstedtit) a uhličitanové minerály (dolomit a siderit), které jsou běžnými minerály v uhlíkatý chondrit meteority. Povrch Ceres je relativně teplý, přičemž maximální teplota se odhaduje na přibližně 235 K (-38 °C, -36 °F), když je Slunce nad hlavou.
Za předpokladu přítomnosti dostatečného množství nemrznoucí směsi (jako je čpavek) by se led při této teplotě stal nestabilním. Proto je možné, že Ceres může mít řídkou atmosféru způsobenou uvolňováním plynu z vodního ledu na povrchu. Detekce významného množství h ydroxidové ionty poblíž severního pólu Ceres , který je produktem disociace vodní páry ultrafialovým slunečním zářením, je toho dalším ukazatelem.
Až na začátku roku 2014 však několik lokalizované zdroje vodní páry ve střední šířce byly detekovány na Ceres. Možné mechanismy pro uvolňování páry zahrnují sublimaci z exponovaného povrchového ledu (jako u komet), kryovulkanické erupce vyplývající z vnitřního tepla a podpovrchový tlak. Omezené množství dat naznačuje, že odpařování je konzistentnější se sublimací kometárního stylu.
Původ:
Existuje několik teorií o původu Ceres. Na jedné straně se všeobecně věří, že Ceres je přežívající protoplaneta, která vznikla před 4,57 miliardami let v pásu asteroidů. Na rozdíl od jiných vnitřních protoplanet Sluneční soustavy se Ceres ani nesloučila s jinými a vytvořila pozemskou planetu a vyhnula se vyvržení Jupiterem ze Sluneční soustavy. Existuje však alternativní teorie, která navrhuje, aby se Ceres vytvořila v Kuiperově pásu a později migrovala do pásu asteroidů.
Geologický vývoj Ceres je závislý na zdrojích tepla, které byly k dispozici během a po jeho vzniku, které by byly zajištěny třením z planetesimálního akrece a rozpadu různých radionuklidy . Předpokládá se, že tyto stačily k tomu, aby se Ceres brzy po svém vzniku diferencovala na skalnaté jádro a ledový plášť. Tento ledový povrch by postupně sublimoval a zanechal by za sebou různé hydratované minerály, jako jsou jílové minerály a uhličitany.
Dnes se Ceres jeví jako geologicky neaktivní těleso s povrchem vytvarovaným pouze nárazy. Přítomnost značného množství vodního ledu v jeho složení je to, co vedlo vědce k možnému závěru, že Ceres má nebo měla ve svém nitru vrstvu kapalné vody.
Průzkum:
Až do nedávné doby bylo provedeno velmi málo přímých pozorování Ceres a málo bylo známo o jejích povrchových rysech. V roce 1995, Hubbleův vesmírný dalekohled pořídil snímky ve vysokém rozlišení, které ukazovaly tmavou skvrnu na povrchu, která byla považována za kráter – a přezdívaná „Piazzi“ po svém zakladateli.
Blízké infračervené snímky pořízené Keckovým dalekohledem v roce 2002 ukázaly několik jasných a tmavých útvarů pohybujících se s rotací Ceres. Dva z tmavých útvarů měly kruhové tvary a předpokládalo se, že jsou to krátery. Jeden byl identifikován jako útvar „Piazzi“, zatímco u druhého bylo pozorováno, že má jasnou centrální oblast. V letech 2003 a 2004 byly pořízeny snímky ve viditelném světle Hubble během plné rotace který ukázal 11 rozpoznatelných povrchových útvarů, jejichž povaha není dosud určena.
Se spuštěním Úsvitová mise , se kterou NASA hodlá provést téměř deset let dlouhou studii Ceres a Vesta, se o této trpasličí planetě dozvědělo mnohem více. Například po dosažení oběžné dráhy kolem asteroidu v březnu 2015, odhalil Dawn velké množství povrchových kráterů s nízkým reliéfem, což naznačuje, že označují relativně měkký povrch, pravděpodobně vyrobený z vodního ledu.
Bylo také pozorováno několik světlých bodůSvítání, z nichž nejjasnější („Spot 5“) se nachází uprostřed 80 km (50 mi) kráteru tzv. Occator . Tyto jasné útvary mají albedo přibližně 40 %které jsou způsobeny látkou na povrchu, případně led nebo soli, odrážející sluneční světlo. Nad bodem 5 se pravidelně objevuje opar , což podporuje hypotézu, že světlé skvrny vytvořil nějaký druh odplynění nebo sublimace ledu.
Kosmická loď Dawn také zaznamenala přítomnost tyče 6 kilometrů vysoká hora (4 míle nebo 20 000 stop) na začátku srpna 2015. Tato hora, která má zhruba pyramidální tvar a vyčnívá nad jinak hladký terén, se zdá být jedinou horou svého druhu na Ceres.
Stejně jako mnoho nebeských těles v naší sluneční soustavě je i Ceres záhadou, kterou vědci a astronomové pomalu rozluští. Časem nás náš průzkum tohoto světa pravděpodobně hodně naučí o historii a vývoji naší Sluneční soustavy a může dokonce vést k objevu života mimo Zemi.
Máme mnoho zajímavých článků o Ceres zde na Universe Today. Například zde jsou některé články o mnoha světlé skvrny zajatý Sonda úsvitu a co pravděpodobně jsou .
A zde jsou některé články o Pás asteroidů a Proč to není planeta .
Pro více informací se podívejte na NASA Svítání – Ceres a Vesta a Trpasličí planety: Přehled .