Церера (карликовая планета). Церера планета в солнечной системе


Раскрывая тайны межпланетного пришельца - Открытый космос Зеленого кота

Карликовая планета Церера — довольное уникальное и во-многом загадочное тело, которое внимательно изучается зондом NASA Dawn с весны 2015 года. Церера вращается вокруг Солнца примерно между Марсом и Юпитером в поясе астероидов, но научные результаты Dawn позволяют предполагать, что прибыла она в нынешнее “место парковки” из более дальних краев.Цереру открыли более 200 лет назад, но почти два века люди ничего не могли увидеть кроме точки или маленького пятнышка из-за несовершенства оптики. С Цереры началось открытие Главного астероидного пояса, и за внешнее сходство с далекими звездами астероиды получили свое название — “звездоподобные”. Их размеры так малы, что телескопы прошлого и позапрошлого века были не способны различить хоть какие-то детали поверхности. Сначала Цереру считали планетой, но быстро “разжаловали” в астероиды, и в этом звании она провела два века. Дискуссия о статусе Плутона привела к уточнению термина “планета” и введению нового термина “карликовая планета”. В 2006 году Церера получила звание карликовой планеты, и среди них стала самой маленькой и самой близкой к Земле. К этому времени космический телескоп Hubble смог увидеть ее уже лучше и показать сферическую форму, благодаря которой и досталось это звание. Диаметр Цереры составляет примерно 950 км, что в 3,5 раза меньше нашей Луны и в 2,5 раза меньше диаметра Плутона. Спутник Плутона Харон чуть больше Цереры, но она летает сама по себе вокруг Солнца, поэтому заслужила особое звание.

Остальные карликовые планеты: Плутон, Эрида, Хаумеа и Макемаке вращаются намного дальше — за орбитой Нептуна. Из них только Плутон на краткое время посещался земным зондом New Horizons. В 2015 году к Церере прибыла межпланетная автоматическая станция Dawn (“Рассвет”), за три года он сменил несколько орбит разной высоты: 5100-4400-1500-385-200 км, и теперь Церера — самая изученная карликовая планета.

Dawn — представляет собой классический зонд для исследования безатмосферных тел Солнечной системы: на борту размещен небольшой панхроматический телескоп с восемью спектральными фильтрами на колесе, инфракрасный спектрометр и гамма-нейтронный спектрометр.

Особенностью конструкции Dawn является его двигательная установка — он использует электроракетные ионные двигатели. Особенностью этих двигателей является высокая скорость истечения реактивных газов, которая позволяет расходовать запас гораздо экономнее более распространенных химических двигателей. Недостатком ионников является ничтожно малое количество газа в реактивной струе. Поэтому там где химическому двигателю потребуется включение на несколько минут, ионному придется работать десятки часов. К тому же электроракетные двигатели требуют много энергии, поэтому Dawn оснащен солнечными батареями размахом почти 20 метров.

Несмотря на недостатки ионных двигателей, они позволили Dawn совершить долгий и многоэтапный вояж в поясе астероидов и провести сложную научную программу. Стартовав в 2007 году Dawn прибыл к самому большому астероиду в Главном поясе между Марсом и Юпитерм — Весте. Это яйцеобразное грубое каменное тело размером около 550 км. Если бы Веста имела сферическую форму как Церера, то тоже звалась бы карликовой планетой.

Dawn вышел на орбиту вокруг Весты, и больше года изучал ее с трех разных орбит. Потом зонд воспользовался преимуществами ионной тяги, и вернулся на межпланетную траекторию, чтобы добраться до следующей важной цели — карликовой планеты Церера. Перелет длился два с половиной года.

Любопытный факт: Dawn провел в поясе астероидов восемь лет и совершил три оборота вокруг Солнца, но не встретил ни одного астероида кроме Весты. Это показательный пример того, насколько заполнено астероидами пространство в самой гуще Главного пояса. Если бы в пути попался хоть один известный астероид, NASA не упустило бы возможности изучить его хотя бы издалека и на пролетной траектории.

Сближение с Церерой зимой 2015 года сразу началось с интриги — на поверхности темной карликовой планеты (чуть темнее Луны) обнаружилось несколько ярких белых пятен сконцентрированных на дне одного кратера. Ранее инфракрасный космический телескоп ESA Herschel определил в этом месте выделение водяного пара в интенсивности около 3 кг/с, но гипотезу водяного льда ученые выдвигали осторожно, рассматривая и другие возможности.

Вода на Церере никого не удивила, еще ранее, анализ ее орбитальных характеристик позволил высчитать ее массу, а после уточнения размеров получили среднюю плотность 2,1 г на куб см. Это очень мало в сравнении с каменными астероидами. Например у Весты плотность 3,4 г на куб см, у самой распространенной в Солнечной системе каменной породы базальта плотность около 2,6 г на куб см. Поэтому еще до прибытия Dawn предполагалось большое содержание воды, до 50% в мантии Цереры. Для сравнения, метеориты прилетевшие на Землю с Весты содержат не более 0,04% воды.

Сферическая форма Цереры указывает на прошедшую дифференциацию, т.е. разделение на каменное ядро, возможно с примесью металлов, и каменно-ледяную мантию. Всё это покрыто тонким слоем реголита, накопившемся за миллиарды лет на поверхности.

Открытия Dawn начались с ярких пятен в кратере названном Оккатор, но это было только начало. Сразу заметили еще одну приметную особенность — почти правильный конус горы, названной Ахуна. Она выделялась на фоне средней “шероховатости” поверхности возвышаясь на 5 км с основанием 20 км. Рядом с горой располагается глубокий метеоритный кратер примерно такого же размера, но, вероятно, они не связаны. Зато с противоположной стороны карликовой планеты находится древний и самый большой на Церере кратер от астероида диаметром 280 км. Возможно, гора Ахуна — это вулкан, который сформировался в точке фокусировки сейсмических волн в момент от удара с обратной стороны. Подобные процессы могли происходить на Меркурии (Равнина Жары), Марсе (нагорье Фарсида и Элизий), Земле (плато Путорана). Доказательства вулканизма на горе Ахуна нашли при помощи инфракрасного спектрометра — на вершине и склонах определили отложения карбоната натрия. Вероятнее всего Ахуна является криовулканом, т.е. вулканом извергающим воду с различными примесями. К сожалению, свежих следов вулканизма гора не имеет.

За два года Dawn смог определить множество материалов, которые указывали на прошлую геологическую и химическую активность жидкой воды на Церере: нашлась глина, которая является результатом размывания водой вулканических пород, карбоната натрия, и его варианта связанного с водой в форме гидрокарбоната, более известного как пищевая сода, тоже нашлось много. Органические соединения ответственны за незначительное покраснение в выбросах из некоторых метеоритных кратеров. Более того, оказалось, что эволюция поверхности еще продолжается: со склонов некоторых кратеров сходят оползни, вода испаряется с нагретых солнцем участков поверхности, создает временную атмосферу, и оседает инеем в холодной тени.

Самым ярким подтверждением гидротермальной активности на Церере стали те самые яркие пятна в кратере Оккатор. Сам кратер возник примерно 80 млн лет назад, но белые отложения, которые тоже оказались содой, моложе его на 30 млн лет. Самые свежие отложения вообще недавние по геологическим меркам — около 4 млн лет. В центре наиболее крупного карбонатного пятна тоже возвышается криовулканический купол, только значительно меньше Ахуны.

Еще одну загадку подкинуло изучение гравитационного поля Цереры. По его результатам плотность верхнего слоя карликовой планеты довольно низкая — ближе ко льду чем к камню. По более ранним исследованиям вода должна составлять 40-50% верхней мантии. При этом вызывает удивление стабильность крупных геологических образований, вроде горы Ахуна или многих глубоких кратеров. Обычная мерзлота не удержала бы такие структуры из-за пластичности льда. Получается что-то внутри “держит каркас”. Ученые предположили, что в качестве “арматуры” ледяных недр Цереры выступают клатраты — газовые гидраты — это кристаллические соединения воды и различных газов, которые формируются при определенном соотношение температуры и давления. Например метановый гидрат из воды и метана возникает при 0 град. Цельсия при давлении 50 атм, при понижении температуры необходимое давление уменьшается. Клатраты могут быть в 100-1000 раз прочнее льда, при той же плотности. То есть перед нами косвенное доказательство скрытых в недрах Цереры летучих веществ, которых уже нет на поверхности.

Еще одним подтверждением прошлой дегазации Цереры являются обнаруженные цепи небольших кратеров шириной 1-4 км, длиной до 500 км. Предположительно они возникли в реголите над трещинами в коре карликовой планеты. Трещины могут иметь разное происхождение: от тектоники, от мощного астероидного удара, от изменения объема космического тела вследствие его остывания… Но каждая из этих причин имеет определенные признаки, которых нет на Церере. Наиболее убедительной гипотезой стала именно дегазация, когда из толщи коры через трещины наружу выделялись потоки газов из внутренних резервуаров.

Самой интригующей находкой на Церере стал аммиак обнаруживаемый на поверхности с карбонатами и глинами. Аммиак растворенный в воде понижает ее температуру замерзания, что позволяет криовулканам извергаться даже при минусовой температуре. Аммиак интересен прежде всего тем, что указывает на происхождение Цереры где-то за пределами ее нынешней орбиты, т.е. она пришелец в Главном поясе астероидов.

Такой вывод следует из-за т.н. “снеговой линии” (frost line) — расстояния от Солнца, на котором тепла становится недостаточно для сохранения газообразной формы, что приводит к конденсации газа в твердую форму. Во времена формирования Солнечной системы снеговая линия для воды располагалась на расстоянии примерно 420 млн км от Солнца, т.е. примерно там, где вращается Церера. Сейчас водяная снеговая линия располагается еще дальше — около 750 млн км от Солнца — почти у орбиты Юпитера. Ближе этого расстояния вращаются только каменные планеты, спутники и астероиды, лед на которых может быть только у полюсов, или в тени, или под поверхностью. На земных горных вершинах лед держится благодаря атмосферному давлению. Дальше водяной снеговой линии в изобилии летают ледяные кометы, и спутники планет почти все или состоят из льда, или все покрыты льдом.

В отличии от воды, аммиак имеет более низкую температуру конденсации, и при формировании Солнечной системы его снеговая линия лежала примерно на 80 млн км дальше орбиты Цереры, т.е. он никак не мог принять участие в ее создании. Есть и другие косвенные признаки того, что Церера — гостья в Главном поясе. Как уже упоминалось, воды в карликовой планете несравнимо больше чем в астероидах по-соседству. Исключения только в «выродившихся» кометах, и дальних астероидах у орбиты Юпитера. Еще практически все крупные астероиды Главного пояса имеют собственные семейства, т.е. группы мелких астероидов, которые имеют общие спектральные характеристики и близкие орбиты, а у Цереры такого нет.

В целом, следует признать, что Церера по форме и составу больше похожа на большие спутники Юпитера или даже на остальные карликовые планеты, вроде Плутона. Шарообразные спутники Сатурна в основном имеют меньшую плотность чем Церера, за счет большего содержания льда. Плутон плотнее ледяных спутников, но до Цереры не дотягивает, но она могла набрать плотность за счет “сброса” легких газов, уже после приближения к Солнцу. Наклон орбиты Цереры подсказывает, что она прибыла не от Юпитера, так что возможно когда-то она была карликовой планетой на задворках Солнечной системы. Возможно более подробное изучение даст ответы.

Dawn сейчас готовится перейти на самую низкую финальную орбиту высотой 50 км, это обещает новые подробности на поверхности и новые открытия. Хотя в перспективе стоило бы запустить туда и посадочный зонд. Уже совершенных открытий достаточно чтобы понять ее высокое значение для исследования истории и эволюции Солнечной системы.

zelenyikot

Финансово поддержать выход новых материалов можно через сервис Patreon.

Чтобы не пропускать новые посты, подпишитесь на мои страницы:в ЖЖ, Facebook, Вконтакте, Twitter.

zelenyikot.livejournal.com

Церера (Ceres) - карликовая планета солнечной системы

В далёком 2003 году телескоп Хаббл (Hubble) впервые получил снимки карликовой планеты Цереры (Ceres), находящейся глубоко в поясе астероидов на окраинах нашей солнечной системы. Снизу вы можете увидеть её весьма нечёткий снимок, хоть на тот момент это было передовым достижением.

 

С тех пор экспертами NASA было проделано множество исследований и работ по изучению этого космического объекта, в процессе которого её попеременно называли то астероидом, то планетой. Чтобы понять причины этих споров, посмотрите на рисунок ниже, где сравниваются размеры Земли, Луны и Цереры.

Сравнение размеров: слева внизу Церера, над ней Луна, справа Земля.

 

В 2007 году с земли была запущена межпланетная автоматическая станция «Dawn» (Рассвет), целью которой была Церера — самый крупный объект находящийся в поясе астероидов солнечной системы. Детальное исследование этой карликовой планеты, позволит учёным лучше понимать процессы зарождения планет и в целом солнечной системы, ведь пояс астероидов являет собою остатки процесса формирования планет. О запуске станции «Рассвет» (Dawn) и планах учёных, можно чуть детальнее узнать из этого небольшого видео.

 

Запуск станции «Рассвет» к карликовой планете Церере

 

Спустя 8 долгих лет, 6 марта 2015 года аппарат приблизился к своей цели на расстояние 14 тысяч километров и специалисты NASA опубликовали ролик приоткрывающий завесу таинственности планеты и показывающие её географические особенности. Кратеры разных размеров, необычных форм горы и непонятные блестящие участки поверхности, всё это на видео снизу.

 

Географические особенности Цереры (Ceres)

 

По мере приближения аппарата к планете, появляется возможность видеть более чёткие снимки с орбиты. Вот упоминаемая гора пирамидальной формы, которая возвышается над поверхностью на высоту 5 километров. Она загадочна тем, что ее склоны достаточно круты, а сама она находится на почти плоском участке. Это притом что, горы обычно располагаются группами.

 

Эта же гора, но уже с более близкого расстояния (высота 1,5 километра).

 

Есть также загадочные блестящие пятна на поверхности планеты (снимок с высоты 7,2 километра), которые по разным предположениям могут оказаться например льдом, пластом соли или чем угодно :-)

 

Есть и более обычные для нас особенности планеты:

Карликовая планета Церера (Ceres) — кратер Гау (Gaue)

 

Карликовая планета Церера — вершина Урвара (Urvara)

 

Видео ролики взяты у студии Vert Dider.

quibbll.com

Церера

 

Фотография Цереры в видимом спектре света

 

Церера − ближайшая к Земле карликовая планета астероидного типа. 1 января 1801 года она была открыта итальянским астрономом Джузеппе Пьяцци. Церера − крупнейшее небесное тело в поясе астероидов внутри Солнечной системы, превосходящее по размерам многие спутники планет-гигантов.

Долгое время Церера считалась полноценной планетой Солнечной системы, затем, начиная с 1802 года, стала рассматриваться как астероид, однако 24 августа 2006 года на очередной Генеральной Ассамблее МАС Международным астрономическим союзом она была классифицирована как карликовая планета.

Планета носит название, данное ей в честь Цереры, древнеримской богини плодородия.

Слабоэллиптичная орбита данной карликовой планеты находится между орбитами Юпитера и Марса и имеет умеренный (10,6 градусов) наклон к плоскости эклиптики.

Большая полуось орбиты равна 2,76 а. е., расстояние в перигелии составляет 2,54 а. е., в афелии − 2, 98 а. е. Среднее расстояние до Солнца равняется 413,9 миллионов километров, период обращения вокруг него − 4,6 года. Среднее расстояние до Земли составляет приблизительно 263,8 миллионов километров.

Имея диаметр 950 километров, Церера содержит 32 % общей массы пояса астероидов. Согласно недавним наблюдениям, данная планета, в отличие от большинства малых тел (2 Паллада, 3 Юнона, 10 Гигея), имеет близкую к сферической форму, приобретенную ею под действием собственной гравитации. Размеры Цереры составляют 975х909 километров.

Предположительно, поверхность Цереры состоит из водяного льда и гидратированных минералов (глин, карбонатов). Планета имеет каменное ядро и ледяную мантию. Не исключается возможность наличия местами под поверхностью Цереры океанов жидкой воды.

О внешнем облике Цереры известно немного, так как она на небосклоне Земли является лишь седьмой величины звездой. Согласно исследованиям, проводимым с помощью орбитального телескопа «Хаббл», на ее поверхности различается несколько светлых и темных структур, возможно кратеров. Спутников у Цереры не обнаружено.

В наши дни единственным способом изучения данной планеты являются телескопические наблюдения. 27 сентября 2007 года НАСА был запущен зонд Dawn для изучения Цереры, который должен достигнуть планеты в феврале 2015 года.

www.sistemasolnca.ru

Dawn - Церера | Вокруг Солнечной системы

Космос | Dawn - Церера

Dawn - Церера

23.03.2015

6 марта произошло одно очень ожидаемое событие - выход на орбиту карликовой планеты Церера аппарата Dawn. В-принципе, можно почитать Википедию. Также неплохая хронология тут (все ссылки будут в конце статьи).

Аппарат стартовал 27 сентября 2007 г.

Август 2011 года - встреча с астероидом Веста.

6 Марта - прибытие на орбиту Цереры.

Аппарат NASA Dawn впервые в истории космонавтики вышел на орбиту карликовой планеты. Некогда астероид номер 1, а ныне карликовая планета Церера была открыта 1 января 1801 года Джузеппе Пиацци. Первое открытие XIX века. Наконец-то мы можем ее рассмотреть более-менее подробно. Ну и, конечно же - эти белые точки.

6 марта на сайте NASA появилось сообщение, что зонд агентства впервые вышел на орбиту вокруг карликовой планеты. Речь идёт об аппарате Dawn, который начал движение вокруг небесного тела, которое два с небольшим века считалось астероидом номер один, а с 2006 года — одной из пяти пока карликовых планет Солнечной системы — Цереры.

Само понятие «карликовая планета» в астрономии появилось недавно. Его ввёл международный астрономический союз в 2006 году. Если говорить в привязке к Солнечной системе, это должно быть довольно крупное тело, вращающееся вокруг Солнца самостоятельно (поэтому карликовыми планетами не считают крупные спутники типа Луны или Ганимеда), иметь массу, достаточную для того, чтобы поддерживать округлую форму, но недостаточную для того, чтобы расчистить окрестности своей орбиты от других тел. Церера в этом отношении — уникальная карликовая планета, единственная, которая находится во внутренних областях Солнечной системы — остальные четыре (и все кандидаты в карликовые планеты) расположены за орбитами Нептуна.

Нужно сказать, что и сама миссия может считаться уникальной. Дело в том, что до стартовавшего в 2007 году Dawn ни одна космическая миссия не имела две равнозначные орбитальные цели. Нет, конечно регулярно, отправляясь к своей цели, аппараты попутно изучали с пролётных траекторий другие небесные тела. Вспомним, к примеру, миссии «ВеГа», изучавшие Венеру и комету Галлея. Или миссию Rosetta, которая по дороге к комете Чурюмова-Герасименко изучила два астероида. Однако до сих пор не было миссии, которая прилетела бы к одному объекту, вышла бы на орбиту вокруг него, поработала бы там какое-то время, затем ушла с его орбиты и вышла на орбиту вокруг другого небесного тела. Именно это совершила миссия Dawn.

Первой целью миссии стал астероид за номером четыре — огромная Веста. Она, конечно, поменьше Цереры, но всё же, более 500 километров в поперечнике. Надо сказать, что до зонда Dawn мы даже в космический телескоп Hubble не могли почти ничего разглядеть ни на Весте, ни на Церере. Сейчас же Веста может считаться самым изученным астероидом: Dawn проработал на её орбите больше года, с 16 июля 2011 года по 5 сентября 2012 года. Была построена карта Весты, получено огромное количество фотографий с разрешением до 23 метров на пиксель.

Затем последовал полуторагодовой перелёт к Церере. 26 января 2015 года случилось ещё одно важное событие в истории миссии: разрешение снимков Цереры, которые передал Dawn превысило разрешение снимков Hubble Space Telescope. И началось самое интересное — выход на дальнюю орбиту с последующим выходом на рабочую, более близкую. Это случится уже в апреле.

Пока что главная загадка в Церере — что это за странная двойная белая точка на фотографиях. Неожиданно яркий объект ставит всех в тупик.

Основных версий пока что две: очень свежий метеоритный кратер или криовулкан. Если это таки криовулкан — это очень интересно. Тем более, что ещё в прошлом году наблюдения космического телескопа Hersсhel показали две точки выброса водяного пара на Церере.

http://scienceblogger.livejournal.com/299635.html

www.rgo-sib.ru

Церера (карликовая планета) - это... Что такое Церера (карликовая планета)?

У этого термина существуют и другие значения, см. Церера. Другие названия Обозначение Категория малых планет Открытие[1] Первооткрыватель Место открытия Дата открытия Орбитальные характеристики[2] Перигелий Афелий Большая полуось (a) Эксцентриситет орбиты (e) Сидерический период обращения Орбитальная скорость (v) Средняя аномалия (Mo) Наклонение (i) Долгота восходящего узла (Ω) Аргумент перицентра (ω) Физические характеристики Экваториальный радиус Полярный радиус Масса (m) Средняя плотность (ρ) Ускорение свободного падения на экваторе (g) Наклон оси Прямое восхождение северного полюса (α) Склонение северного полюса (δ) Альбедо Cпектральный класс Видимая звёздная величина Абсолютная звёздная величина Угловой диаметр Температура   Кельвин
Церера 
Церера в видимом цвете. Снимок телескопа Хаббла (ACS). Контраст был увеличен, чтобы показать детали.

1899 OF; 1943 XB

1 Ceres

Карликовая планетаПояс астероидов

Джузеппе Пьяцци

Палермская астрономическая обсерватория

1 января 1801

Эпоха: June 18, 2009(JD 2455000.5)

381 028 000 км(2,5465 а. е.)

446 521 000 км(2,9842 а. е.)

413 767 000 км(2,7653 а. е.)

0,07934[2]

1680,5 суток4,60 лет

17,882 км/с

27,448°

10,585°[2] к Эклиптике9.20° to Invariable plane[3]

80,399°[2]

2,825°[2]

487,3 ± 1.8 км[4]

454,7 ± 1.6 км[4]

9,43 ± 0,07×1020кг[5]

2,077 г/см³

0,27 м/с²0.028 g[6]

около 3°[4]

19 ч 24 мин291°[4]

59°[4]

0,090 ± 0,0033 (V-band geometric)[7]

C[8]

6,7[9] до 9,32[10]

3,36 ± 0.02[7]

0,84"[11] to 0.33"[6]

мин. сред. макс.

Цере́ра[13] (1 Ceres) — карликовая планета в поясе астероидов внутри Солнечной системы[14][15][16].

Церера самая близкая к Земле карликовая планета, она удалена от Земли на 263 млн км. Церера была открыта вечером 1 января 1801 года итальянским астрономом Джузеппе Пьяцци в Палермской астрономической обсерватории[17]. Некоторое время Церера рассматривалась как полноценная планета Солнечной системы; в 1802 году она была классифицирована как астероид[18], а по результатам уточнения понятия планета Международным астрономическим союзом 24 августа 2006 года на XXVI Генеральной Ассамблее МАС была отнесена к карликовым планетам. Она была названа в честь древнеримской богини плодородия Цереры.

При диаметре около 950 км (590 миль), Церера на сегодняшний день является крупнейшим и наиболее массивным телом в поясе астероидов, по размерам превосходит многие крупные спутники планет-гигантов, и содержит почти треть (32 %) общей массы пояса[19][20]. Недавние наблюдения показали, что она имеет сферическую форму, в отличие от большинства малых тел, имеющих из-за низкой гравитации неправильную форму[7]. Поверхность Цереры, вероятно, представляет собой смесь водяного льда и различных гидратированных минералов, таких как карбонаты и глины[8]. Церера, как предполагается, имеет каменное ядро и ледяную мантию[4], и даже возможно содержит местами океаны жидкой воды под своей поверхностью[21].

С Земли видимый блеск Цереры колеблется от 6,7 до 9,3 звёздной величины. Этого мало для того, чтобы можно было различить её невооруженным глазом[9]. 27 сентября 2007 года НАСА запустило зонд Dawn для изучения Весты (2011—2012) и Цереры (2015).

Открытие

Идея о том, что между орбитами Марса и Юпитера может существовать не открытая планета впервые была предложена Иоганном Элертом Боде в 1772 году[17]. Его соображения основывались на ныне опровергнутом правиле Тициуса — Боде, впервые предложенном в 1766 году немецким астрономом и математиком Иоганном Тициусом, который заявил, что выявил простую закономерность в нарастании радиусов околосолнечных орбит планет[22][17][23]. После открытия в 1781 году Уильямом Гершелем Урана, которое соответствовало данному правилу, начались поиски планеты на удалении 2,8 а. е. от Солнца (расстояние между орбитами Марса и Юпитера)[23][22], приведшие к созданию в 1800 году группы из 24 астрономов, носящей название «Небесная стража»[22]. Данная группа, возглавляемая фон Цахом, вела ежедневные круглосуточные наблюдения в несколько самых мощных телескопов того времени[17][23]. Ими не была обнаружена Церера, однако, было открыто несколько крупных астероидов[23].

Книга Пьяцци «Della scoperta del nuovo pianeta Cerere Ferdinandea», в которой изложено открытие Цереры.

Церера была открыта вечером 1 января 1801 года итальянским астрономом Джузеппе Пьяцци в Палермской астрономической обсерватории[24], который так же был приглашен в группу «Небесная стража», но сделал своё открытие до приглашения. Он искал «87-ую звезду Каталога Зодиакальных звезд г-на ла Кайля», но нашел, что «ей предшествовала другая»[17]. Вместо звезды он обнаружил космический объект, который сначала посчитал кометой[25]. Пьяцци наблюдал за Церерой в общей сложности 24 раза (последние наблюдения были 11 февраля 1801 года), пока болезнь не прервала его наблюдения[26][27]. 24 января 1801 года он объявил о своем открытии в письмах двум своим коллегам: своему соотечественнику Барнабе Ориани (Barnaba Oriani) из Милана и Иоганну Боде из Берлина[28]. В этих письмах он описал этот объект как комету, но тут же пояснил, что «так как её движение является медленным и довольно однородным, мне несколько раз пришло в голову, что это могло бы быть что-то лучше чем комета»[17]. В апреле того же года Пиацци послал наиболее полные свои наблюдения к перечисленным выше коллегам и к Жерому Лаланду в Париж. Наблюдения были изданы в сентябрьском выпуске журнала «Monatliche Correspondenz» 1801 года.

К моменту выпуска журнала видимое положение Цереры изменилось (в основном из-за орбитального движения Земли), и из-за бликов солнца другие астрономы не смогли подтвердить наблюдения Пиацци. К концу года Цереру вновь можно было наблюдать, но после такого долгого времени было трудно предсказать её точное положение. Специально для определения орбиты Цереры Карл Фридрих Гаусс в 24 года разработал эффективный метод определения орбиты[25]. Он поставил перед собой задачу найти способ определения элементов орбиты по трём полным наблюдениям (если на три момента времени известны — время, прямое восхождение и склонение)[29]. Всего за несколько недель он рассчитал путь Цереры и отправили свои результаты фон Цаху. 31 декабря 1801 года Франц Ксавер фон Цах совместно с Генрихом Ольберсом однозначно подтвердили обнаружение Цереры[25][26].

Первые наблюдатели Цереры смогли вычислить её размер довольно приблизительно от 260 км (по расчетам Гершеля в 1802 году) до 2613 км (расчёты Иоганна Шрётера, сделанные в 1811 году)[30][31].

Наименование

Первоначально Пьяцци предложил название Церере — Церера Фердинанда (Ceres Ferdinandea), в честь римской богини земледелия и короля Сицилии Фердинанда III[17][25][26]. Название «Ferdinandea» было неприемлемо для других стран мира, и поэтому впоследствии было снято. В течение короткого времени в Германии Цереру называли Герой[32], а в Греции — Деметрой (греч. Δήμητρα), которая является греческим эквивалентом богини Цереры[33]. Старым астрономическим символом Цереры является серп ⚳ ()[34], похожий на символ Венеры ♀, но с промежутком в одной из части круга; позже символ был заменен нумерацией диска ①[25][35]. Адъективной формой Цереры будет Церерианский. В честь Цереры был назван химический элемент церий, обнаруженный в 1803 году[36]. В том же году еще один химический элемент был также первоначально назван в честь Цереры, но его первооткрыватель изменил свое название на палладий (в честь открытия второго крупного астероида Паллада), когда наименование получил церий[37].

Статус

Сравнение Цереры (внизу слева) с Луной (вверху слева) и Землёй

Статус Цереры не раз менялся и был предметом некоторого разногласия. Иоганн Элерт Боде считал Цереру «недостающей планетой», которая должна была существовать на промежутке между Марсом и Юпитером, на расстоянии 419 млн км (2,8 а.е.) от Солнца[17]. Церере была назначен планетарный символ и в течение полувека она считалась планетой (наряду с 2 Паллада, 3 Юнона и 4 Веста), что было запечатлено в астрономических таблицах и книгах[17][25][38].

Через некоторое время были обнаружены другие объекты в области между Марсом и Юпитером и стало ясно, что Церера — один из данных объектов[17]. В 1802 году Уильям Гершель ввёл для таких тел термин «астероид» (подобный звезде)[38], написав:

они напоминают маленькие звёзды так как едва отличаются от них, даже если смотреть в очень хорошие телескопы

Оригинальный текст  (англ.)  

they resemble small stars so much as hardly to be distinguished from them, even by very good telescopes

— [39]

Таким образом Церера стала первым открытым астероидом[38].

Дискуссии о Плутоне и о том, что представляют из себя планеты, привели к рассмотрению вопроса о возвращении Церере статуса планеты[40][41]. Международный астрономический союз предложил определение, что планета — это «небесное тело, которое: а) имеет достаточную массу для того, чтобы под действием сил гравитации поддерживать гидростатическое равновесие и иметь близкую к округлой форму и б) обращается по орбите вокруг звезды и не является ни звездой ни спутником планеты»[42]. Данная резолюция сделала бы Цереру пятой планетой по удалённости от Солнца[43], но не была принята в том виде и с 24 августа 2006 года вступило в силу альтернативное определение, в котором вводилось дополнительное требование, что термин «планета» означает, что космическое тело, помимо вышеперечисленных характеристик, под воздействием собственной гравитации должно иметь вблизи своей орбиты «пространство, свободное от других тел». По данному определению, Церера не попадает под термин «планеты», поскольку она не доминирует на своей орбите, а разделяет её с тысячами других астероидов в поясе астероидов, и составляет лишь около трети от общей массы[13]. Поэтому она теперь классифицируется как карликовая планета.

11 июня 2008 года МАС ввел новое определение для карликовых планет — «плутоиды»[44], которые отделяются от остальных карликовых планет тем, что их радиус орбиты должен быть больше радиуса орбиты Нептуна. А из-за того, что определить форму и отношение к классу карликовых планет на таком расстоянии довольно трудно, учёные решили временно относить к ним все объекты, блеск которых на 1 а. е. ярче +1[45]. Из определённых карликовых планет единственная Церера не попадает в категорию плутоидов[45].

В некоторых источниках предполагается, что раз Церере присвоена категория карликовой планеты, то она больше не является астероидом. Например, в новостях на Space.com говорится, что «Паллада, крупнейший астероид, и Церера, карликовая планета, ранее были классифицированы как астероиды»[46], а Международный астрономический союз при размещении вопросов и ответов заявляет, что «Церера (или теперь мы можем сказать в прошедшем времени) — самый большой астероид», хотя когда речь заходит о «других астероидах» на пути пересечения Цереры, то подразумевают, что Церера по-прежнему один из астероидов[47]. Центр малых планет отмечает, что у таких космических объектов может быть двойное обозначение[48]. В действительности, решением МАС 2006 года, которое классифицировало Цереру как карликовую планету, не было уточнено, является или не является она теперь астероидом, поскольку МАС никогда не давал определения слову «астероид», предпочитая до 2006 года использовать термин «малая планета», а после 2006 года — термины «малое тело Солнечной системы» и «карликовая планета». Кеннет Лэнг (2011) прокомментировал, что «МАС дал новое обозначение Церере, классифицируя его как карликовую планету. […] По [его] определению, Эрида, Хаумеа, Макемаке и Плутон, так же как и самый большой астероид, 1 Церера, являются карликовыми планетами», а в другом месте описывает Цереру, как «карликовый астероид-планета 1 Церера»[49]. НАСА, как и большинство различных академических учебников[50][51], говоря о Церере так же продолжает упоминать то, что она является астероидом, заявив, что «Dawn выйдет на орбиту двух крупнейших астероидов в главном поясе»[52].

Орбита

Расположение орбиты Цереры

Орбита Цереры лежит между орбитами Марса и Юпитера в поясе астероидов и весьма «планетообразна»: слабоэллиптична (эксцентриситет 0,08) и имеет умеренный (10,6°) по сравнению с Плутоном (17°) и Меркурием (7°) наклон к плоскости эклиптики[2]. Большая полуось орбиты составляет 2,76 а. е., расстояния в перигелии и афелии — 2,54, 2,98 а. е. соответственно. Период обращения вокруг Солнца — 4,6 года. Среднее расстояние до Солнца 2,77 а. е. (413,9 млн км). Среднее расстояние между Церерой и Землёй ~ 263,8 млн км[53]. Церерианский день составляет 9 часов и 4 минуты[54].

В прошлом Церера, вероятно, принадлежала к семейству астероидов[55]. Эти группы астероидов, как правило, имеют одинаковые орбитальные характеристики, что указывает на их общее происхождение. При помощи спектрального анализа Цереры обнаружились отличия от других членов группы в поясе астероидов и потому сейчас это семейство называют Семейство Гефьён, названное в честь астероида с наименьшим порядковым номером (1272) Гефьён[55]. Церера, по-видимому, с данным семейством астероидов имеет лишь общую орбиту, а не общее происхождение[56].

Орбита Цереры

Изображение демонстрирует орбиту Цереры (выделена синим цветом) и орбиты некоторых других планет (выделены белым и серым цветом). Более тёмным цветом выделена область орбиты ниже эклиптики, а оранжевым плюсом по центру обозначено Солнце. На диаграмме сверху слева показано расположение орбиты Цереры между орбитами Марса и Юпитера. На диаграмме сверху слева видно расположение перигелия (q) и афелия (Q) Цереры и Марса. Перигелий Марса находится на противоположной стороне Солнца от перигелия Цереры и нескольких из больших астероидов, таких как 2 Паллада и 10 Гигея. Нижняя диаграмма демонстрирует наклон орбиты Цереры относительно орбит Марса и Юпитера.

В 2011 году сотрудники Парижской обсерватории, после компьютерного моделирования с учётом поведения 8 планет Солнечной системы, а также Плутона, Цереры, Луны, Паллады, Весты, Ириды и Бамберги[57], обнаружили, что у карликовых планет Солнечной системы — Цереры и Весты — наблюдается склонность к хаотическому поведению[58].

Вековые возмущения Цереры от влиятельных планет (в Юлианский год)[59]. Наименование планеты Масса δe δi δθ δω δε δχ δα
Меркурий 1:(8×106) -0,000018 +0,000044 -0,000241 +0,000484 +0,071482 +0,000488 +3×10-7
Венера 1:(41×104) -0,000025 +0,000227 -0,027558 +0,037903 +1,446688 +0,038375 +3×10-6
Земля 1:329390 -0,000536 +0,000011 -0,106807 +0,092360 +1,887510 +0,094189 -4×10-7
Марс 1:(3085×103) +0,000069 +0,000359 -0,039992 +0,064190 +0,239440 +0,064875 +4×10-7
Юпитер 1:(1047,35) -0,6752 -0,5772 -52,184 +55,909 -56,053 +56,802 -2×10-4
Сатурн 1:(3501,6) -0,022 -0,041 -1,411 +1,290 -2,125 +1,314 -1×10-4
Уран 1:22650 +0,00025 +0,000002 -0,02712 +0,02327 -0,03735 +0,02373 +3×10-5
Нептун 1:19350 +0,000013 -0,000229 -0,007816 +0,007691 -0,011239 +0,007825 -1×10-5

Жак Ласкар (Jacques Laskar) в журнале «Astronomy & Astrophysics»[60] пишет, что «возможно столкновение Цереры и Весты, с вероятностью 0,2 % на миллиард лет» и что «даже если космические миссии позволят провести очень точные изменения положений Цереры и Весты, их движения будут непредсказуемы уже через 400 тысяч лет»[57][61]. Данное исследование значительно снижает возможность прогнозирования изменения земной орбиты.

Прохождение планет

Меркурий, Венера, Земля и Марс могут пройти над Церерой, пересекая Солнце. Наиболее распространён астрономический транзит Меркурия, который обычно происходит раз в несколько лет (последний раз мог наблюдаться в 2006 и 2010 годах). Для Венеры даты прохождения соответствуют 1953 и 2051 году, для Земли — 1814 и 2081 году, а для Марса — 767 и 2684[62].

Физические характеристики

Размеры десяти самых крупных объектов в поясе астероидов по сравнению с Земной Луной. Церера крайняя слева.

Церера — самый крупный объект в поясе астероидов, располагающимся в пространстве между Марсом и Юпитером[8]. Её масса была определена на основе анализа влияния на меньшие астероиды. Полученные результаты у разных исследователей немного отличаются[63]. Принимая во внимание три наиболее точных значения, измеренных с 2008 годы, считается, что масса Цереры равна 9,4×1020 кг[5][63], что составляет почти треть всей массы пояса астероидов (3.0 ± 0.2×1021 кг)[64], но в то же время более чем в 6000 раз уступает массе Земли и составляет около 4 % от массы Луны. Значительная масса Цереры привела к тому, что под действием собственной гравитации это небесное тело, как и многие другие планетоиды, приобрело форму, близкую к сферической[4], размеры которого составляют 975×909 км. Этим Церера отличается от других крупных астероидов, таких как 2 Паллада[65], 3 Юнона[66], и, в частности, 10 Гигея[67], у которых, как известно, форма не сферическая.

Строение Цереры

Строение Цереры: 1 — тонкий слой реголита; 2 — ледяная мантия; 3 — каменное ядро

В отличие от большинства астероидов, на Церере после приобретения сферической формы началась гравитационная дифференциация внутренней структуры — более тяжёлые породы переместились в центральную часть, более лёгкие сформировали поверхностный слой. Таким образом сформировалось каменное ядро и криомантия из водяного льда[4]. Судя по низкой плотности Цереры, толщина её мантии достигает 100 километров (23 %-28 % массы Цереры; 50 % от её объема)[68], и кроме того она содержит значительное количество льда, который составляет 200 миллионов кубических километров воды, что превосходит количество пресной воды на Земле[69]. Эти данные подтверждаются наблюдениями, сделанными телескопом Кек в 2002 году и эволюционным моделированием[5][21]. Кроме того, некоторые характеристики поверхности и геологической истории (например, расстояние Цереры от Солнца, благодаря которому можно говорить о достаточном ослаблении солнечного излучения для того, чтобы позволить некоторым компонентам с низкой точки замерзания быть включенными в её состав в процессе формирования), указывают на наличие летучих веществ в недрах Цереры[5].

На начальном этапе существования ядро Цереры могло разогреваться за счёт радиоактивного распада и, возможно, какая-то часть ледяной мантии находилась в жидком состоянии. По всей видимости, значительная часть поверхности и сейчас покрыта льдом или некой разновидностью ледяного реголита. По аналогии с ледяными спутниками Юпитера и Сатурна можно предположить, что под действием УФ излучения Солнца часть воды диссоциирует и образует сверхразреженную «атмосферу» Цереры. Также остаётся открытым вопрос о наличии на Церере сейчас или в прошлом криовулканизма.

Снимки Цереры, сделанные «Хабблом» в 2003—2004 гг, масштаб 30 км/пиксель

О внешнем облике Цереры известно не так уж и много. На земном небосклоне она предстаёт слабой звёздочкой всего лишь 7-й величины. Видимый диск Цереры очень мал, поэтому первые подробности удалось разглядеть только в конце XX века с помощью орбитального телескопа «Хаббл». На поверхности Цереры различимы несколько светлых и тёмных структур, предположительно кратеров. По слежению за ними удалось точно установить период вращения Цереры (9,07 часа) и наклон оси вращения к плоскости орбиты (менее 4°). Самая яркая структура (см. рисунок слева) в честь первооткрывателя Цереры получила название «Пьяцци». Возможно, это кратер, обнаживший ледяную мантию или даже криовулкан. Наблюдения в ИК диапазоне показали, что средняя температура поверхности составляет 167 К (−106 °C), в перигелии она может достигать 240 К (−33 °C). Радиотелескопом в Аресибо несколько раз проводилось исследование Цереры в диапазоне радиоволн. По характеру отражения радиоволн было установлено, что поверхность Цереры довольно гладкая, видимо, за счёт высокой эластичности ледяной мантии. Спутников у Цереры не обнаружено. По крайней мере пока, наблюдения «Хаббла» исключают существование сателлитов размерами более 10—20 км.

Дальнейшие исследования

В настоящее время единственным способом изучения Цереры остаются телескопические наблюдения. Регулярно проводятся кампании по наблюдению покрытий звёзд Церерой, по возмущениям в движении соседних астероидов и Марса уточняется её масса.

Качественно новым этапом в изучении Цереры должна стать миссия аппарата АМС Dawn (NASA), запущенного 27 сентября 2007 года. В 2011 году «Dawn» вышел на орбиту вокруг Весты, в феврале 2015 года он должен достигнуть Цереры.

См. также

Примечания

  1. ↑ Schmadel Lutz Dictionary of minor planet names — fifth. — Germany: Springer, 2003. — P. 15. — ISBN 3-540-00238-3.
  2. ↑ 1 2 3 4 5 6 Yeomans, Donald K. 1 Ceres. JPL Small-Body Database Browser (July 5, 2007). Проверено 10 апреля 2009.—The listed values were rounded at the magnitude of uncertainty (1-sigma).
  3. ↑ The MeanPlane (Invariable plane) of the Solar System passing through the barycenter (3 апреля 2009). Проверено 10 апреля 2009. (produced with Solex 10 written by Aldo Vitagliano; see also Invariable plane)
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Thomas, P. C.; Parker, J. Wm.; McFadden, L. A.; et al. (2005). «Differentiation of the asteroid Ceres as revealed by its shape». Nature 437 (7056): 224–226. DOI:10.1038/nature03938. PMID 16148926. Проверено 2007-12-09.
  5. ↑ 1 2 3 4 Carry, Benoit; et al. (November 2007). «Near-Infrared Mapping and Physical Properties of the Dwarf-Planet Ceres» (PDF). Astronomy & Astrophysics 478: 235–244. DOI:10.1051/0004-6361:20078166.
  6. ↑ 1 2 Calculated based on the known parameters
  7. ↑ 1 2 3 Li, Jian-Yang; McFadden, Lucy A.; Parker, Joel Wm. (2006). «Icar.182.143.pdf Photometric analysis of 1 Ceres and surface mapping from HST observations» (PDF). Icarus 182: 143–160. DOI:10.1016/j.icarus.2005.12.012. Проверено 2007-12-08.
  8. ↑ 1 2 3 Rivkin, A. S.; Volquardsen, E. L.; Clark, B. E. (2006). «The surface composition of Ceres:Discovery of carbonates and iron-rich clays» (PDF). Icarus 185: 563–567. DOI:10.1016/j.icarus.2006.08.022. Проверено 2007-12-08.
  9. ↑ 1 2 Menzel, Donald H.; and Pasachoff, Jay M. A Field Guide to the Stars and Planets — 2nd. — Boston, MA: Houghton Mifflin, 1983. — P. 391. — ISBN 0395348358.
  10. ↑ APmag and AngSize generated with Horizons (Ephemeris: Observer Table: Quantities = 9,13,20,29)
  11. ↑ Ceres Angular Size @ Feb 2009 Opposition: 974 km diam. / (1.58319 AU * 149 597 870 km) * 206265 = 0.84"
  12. ↑ 1 2 Saint-Pé, O.; Combes, N.; Rigaut F. (1993). «Ceres surface properties by high-resolution imaging from Earth». Icarus 105: 271–281. DOI:10.1006/icar.1993.1125.
  13. ↑ 1 2 Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия ЦЕРЕРА (планета). megabook.ru. Проверено 13 сентября 2011.
  14. ↑ NASA – Dawn at a Glance. NASA. Проверено 14 августа 2011.
  15. ↑ Shiga, David Dawn captures first orbital image of asteroid Vesta. New Scientist. Проверено 7 августа 2011.
  16. ↑ Space Telescope Science Institute Hubble 2008: Science year in review — NASA Goddard Space Flight Center, 2009. — P. 66.
  17. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Hoskin, Michael Bodes' Law and the Discovery of Ceres. Observatorio Astronomico di Palermo "Giuseppe S. Vaiana" (26 июня 1992). Проверено 5 июля 2007.
  18. ↑ Coffey, Jerry The First Asteroid Discovered. universetoday.com. Проверено 2 сентября 2011.
  19. ↑ Pitjeva, E. V.; Precise determination of the motion of planets and some astronomical constants from modern observations, in Kurtz, D. W. (Ed.), Proceedings of IAU Colloquium No. 196: Transits of Venus: New Views of the Solar System and Galaxy, 2004
  20. ↑ Moomaw, Bruce Ceres As An Abode Of Life. spaceblooger.com (2 июля 2007). Проверено 6 ноября 2007.
  21. ↑ 1 2 McCord, Thomas B. (2005). «Ceres: Evolution and current state». Journal of Geophysical Research 110 (E5). DOI:10.1029/2004JE002244. Bibcode: 2005JGRE..11005009M.
  22. ↑ 1 2 3 Правило Тициуса—Боде. «Элементы». Проверено 7 сентября 2011.
  23. ↑ 1 2 3 4 Hogg, Helen Sawyer (1948). «The Titius-Bode Law and the Discovery of Ceres». Journal of the Royal Astronomical Society of Canada 242: 241–246. Bibcode: 1948JRASC..42..241S.
  24. ↑ Hoskin Michael The Cambridge Concise History of Astronomy — Cambridge University press, 1999. — P. 160–161. — ISBN 0-521-57600-8.
  25. ↑ 1 2 3 4 5 6 Forbes, Eric G. (1971). «Gauss and the Discovery of Ceres». Journal for the History of Astronomy 2: 195–199. Bibcode: 1971JHA.....2..195F.
  26. ↑ 1 2 3 Карликовая планета - 1 Церера. Проект "Исследование Солнечной системы". Проверено 10 сентября 2011.
  27. ↑ Церера. solarsystem. Проверено 7 сентября 2011.
  28. ↑ Clifford J. Cunningham The first asteroid: Ceres, 1801–2001 — Star Lab Press, 2001. — ISBN 978-0-9708162-1-4.
  29. ↑ ГАУСС. Астрономы - Биографический справочник. Проверено 10 сентября 2011.
  30. ↑ Hilton, James L Asteroid Masses and Densities (PDF). U.S. Naval Observatory. Проверено 23 июня 2008.
  31. ↑ Hughes, D. W. (1994). «The Historical Unravelling of the Diameters of the First Four Asteroids». R.A.S. Quarterly Journal 35 (3). Bibcode: 1994QJRAS..35..331H.(Page 335)
  32. ↑ Foderà Serio, G.; Manara, A.; Sicoli, P. Giuseppe Piazzi and the Discovery of Ceres // Asteroids III / W. F. Bottke Jr., A. Cellino, P. Paolicchi, and R. P. Binzel — Tucson, Arizona: University of Arizona Press, 2002. — P. 17–24.
  33. ↑ All other languages but one use a variant of Ceres: Russian Tserera, Persian Seres, Japanese Keresu. The exception is Chinese, which uses 'grain-god(dess) star' (穀神星 gǔshénxīng). Note that this is unlike the goddess Ceres, where Chinese does use the Latin name (刻瑞斯 kèruìsī).
  34. ↑ Unicode value U+26B3
  35. ↑ Gould, B. A. (1852). «On the symbolic notation of the asteroids». Astronomical Journal 2 (34). DOI:10.1086/100212. Bibcode: 1852AJ......2...80G.
  36. ↑ Staff Cerium: historical information. Adaptive Optics. Проверено 27 апреля 2007.
  37. ↑ Amalgamator Features 2003: 200 Years Ago (30 октября 2003). Архивировано из первоисточника 7 февраля 2006. Проверено 21 августа 2006.
  38. ↑ 1 2 3 Hilton, James L. When Did the Asteroids Become Minor Planets? (17 сентября 2001). Проверено 16 августа 2006. (недоступная ссылка)
  39. ↑ Herschel, William Observations on the two lately discovered celestial Bodies. (May 6, 1802).
  40. ↑ Battersby, Stephen Planet debate: Proposed new definitions. New Scientist (16 августа 2006). Проверено 27 апреля 2007.
  41. ↑ Connor, Steve. Solar system to welcome three new planets, NZ Herald (16 августа 2006). Проверено 27 апреля 2007.
  42. ↑ The IAU draft definition of "Planet" and "Plutons". IAU (16 августа 2006). Проверено 27 апреля 2007.
  43. ↑ Staff Writers The IAU Draft Definition Of Planets And Plutons. SpaceDaily (16 августа 2006). Проверено 27 апреля 2007.
  44. ↑ Plutoid chosen as name for Solar System objects like Pluto // International Astronomical Union (News Release - IAU0804). — 11.06.2008.
  45. ↑ 1 2 Плутон не влез в планеты. gazeta.ru (18.08.08 15:38). Проверено 15 сентября 2011.
  46. ↑ Geoff Gaherty, «How to Spot Giant Asteroid Vesta in Night Sky This Week», 03 August 2011 [1]
  47. ↑ Question and answers 2. IAU. Проверено 31 января 2008.
  48. ↑ MPEC 2006-R19: EDITORIAL NOTICE. Minor Planet Center (7 сентября 2006). — «the numbering of "dwarf planets" does not preclude their having dual designations in possible separate catalogues of such bodies.»  Проверено 31 января 2008.
  49. ↑ Lang Kenneth The Cambridge Guide to the Solar System — Cambridge University Press, 2011. — P. 372, 442.
  50. ↑ de Pater & Lissauer, 2010. Planetary Sciences, 2nd ed. Cambridge University Press
  51. ↑ Mann, Nakamura, & Mukai, 2009. Small bodies in planetary systems. Lecture Notes in Physics 758. Springer-Verlag.
  52. ↑ NASA/JPL, Dawn Views Vesta, 2011 Aug 02
  53. ↑ http://dic.academic.ru/dic.nsf/es/92436/%D0%A6%D0%95%D0%A0%D0%95%D0%A0%D0%90 ЦЕРЕРА (планета), Энциклопедический словарь
  54. ↑ Williams, David R. (2004). «Asteroid Fact Sheet».
  55. ↑ 1 2 Cellino, A. et al.' Spectroscopic Properties of Asteroid Families // Asteroids III — University of Arizona Press, 2002. — P. 633–643 (Table on p. 636).
  56. ↑ Kelley, M. S.; Gaffey, M. J. (1996). «A Genetic Study of the Ceres (Williams #67) Asteroid Family». Bulletin of the American Astronomical Society 28. Bibcode: 1996BAAS...28R1097K.
  57. ↑ 1 2 Астрономы предсказали возможное столкновения Цереры и Весты. МОСКВА, 15 июл - РИА Новости. (15/07/2011). Проверено 16 сентября 2011.
  58. ↑ Алексей Левин, кандидат философских наук Церера и Веста могут поменять земную орбиту, но очень не скоро // "Коммерсантъ Наука". — 25.07.2011. — В. №4 (4).
  59. ↑ Горячев Н. Н. Вековые возмущения Цереры от восьми влиятельных планет — 14 апреля 1935.
  60. ↑ J. Laskar, M. Gastineau, J.-B. Delisle, A. Farrés and A. Fienga Strong chaos induced by close encounters with Ceres and Vesta  (англ.) // Astronomy & Astrophysics. — 14 July 2011. — В. A&A 532, L4 (2011). — DOI:10.1051/0004-6361/201117504
  61. ↑ Павел Котляр Церера и Веста лишили Землю прошлого (18 июл ‘11 12:23). Проверено 16 сентября 2011.
  62. ↑ Solex. Проверено 2009-03-03 numbers generated by Solex.
  63. ↑ 1 2 (2007) «A New Determination of the Mass of (1) Ceres». Earth, Moon, and Planets 100 (1–2): 117–123. DOI:10.1007/s11038-006-9124-4. Bibcode: 2007EM&P..100..117K.
  64. ↑ Pitjeva, E. V. (2005). «High-Precision Ephemerides of Planets—EPM and Determination of Some Astronomical Constants» (PDF). Solar System Research 39 (3). DOI:10.1007/s11208-005-0033-2. Bibcode: 2005SoSyR..39..176P. Проверено 2007-12-09.
  65. ↑ Carry, B.; Kaasalainen, M.; Dumas, C.; et al. (2007). «Asteroid 2 Pallas Physical Properties from Near-Infrared High-Angular Resolution Imagery» (PDF). ISO. Проверено 2011-09-04.
  66. ↑ Kaasalainen, M.; Torppa, J.; Piironen, J. (2002). «Models of Twenty Asteroids from Photometric Data» (PDF). Icarus 159 (2): 369–395. DOI:10.1006/icar.2002.6907. Bibcode: 2002Icar..159..369K. Проверено 2009-06-25.
  67. ↑ (2002) «10 Hygiea: ISO Infrared Observations». Icarus 156 (1). DOI:10.1006/icar.2001.6775. Bibcode: 2002Icar..156..202B.
  68. ↑ 0.72-0.77 anhydrous rock by mass, per William B. McKinnon, 2008, «On The Possibility Of Large KBOs Being Injected Into The Outer Asteroid Belt». American Astronomical Society, DPS meeting #40, #38.03
  69. ↑ Carey, Bjorn. Largest Asteroid Might Contain More Fresh Water than Earth, SPACE.com (7 September 2005). Проверено 16 августа 2006.

Ссылки

Исследование Другие темы
Dawn
Колонизация  · Терраформирование  · Жизнь

veter.academic.ru

Карлики Плутон и Церера могут обрести статус настоящих планет | Мир | ИноСМИ

Церера — самое большое небесное тело в поясе астероидов, и 6 марта 2015 года на эту карликовую планету прибудет космический аппарат НАСА Dawn (Рассвет).

Плутон — самое большое небесное тело в поясе Койпера, и 15 июля 2015 года на эту карликовую планету прибудет космический аппарат НАСА New Horizons (Новые горизонты).

Благодаря этим событиям 2015 год станет знаковым в истории исследования Солнечной системы и космических открытий. Но в этой истории присутствует не только наука. Я полагаю, что в 2015 году на базе наших новых знаний об этих космических телах сформируется общий консенсус, и Плутон с Церерой вернутся в семью планет Солнечной системы.

Из-за усилий очень немногочисленной клики плутононенавистников из Международного астрономического союза (МАС) Плутон в 2006 году разжаловали в карлики. Из 10 тысяч зарегистрированных членов МАС лишь 237 проголосовали за перевод Плутона в категорию планет-карликов, а 157 человек выступили против. Однако на заключительном заседании МАС в Праге, где проходило голосование о понижении статуса Плутона, 9 500 его членов не присутствовали. И тем не менее, Плутон лишили звания полноценной планеты.

Церера и Плутон это тела сферической формы, как Меркурий, Земля, Юпитер и Сатурн. Это часть общепринятого определения планеты. Оба небесных тела обращаются по орбите вокруг своей звезды Солнца, подобно Венере, Марсу, Урану и Нептуну. Это тоже часть общепринятого определения планеты.

Но согласно определению МАС, в отличие от более крупных планет, Церера и Плутон «не освободили пространство вокруг своей орбиты». Видимо, окружающим пространством Цереры является пояс астероидов, а Плутона — пояс Койпера — хотя никакого определения «окружающего пространства» не существует, как не существует и согласованного понимания того, что означает «освободить пространство». Далее, не существует также общепринятого мнения о том, почему «освобождение пространства» является необходимым условием для того, чтобы небесное тело считать планетой.

Некоторые планетологи могут заявить: если поместить Землю в пояс Койпера, она тоже не сможет расчистить окружающее пространство, а поэтому ее по определению МАС нельзя будет считать планетой. Видимо, местоположение имеет значение. Здесь ты планета, а там уже нет. Я бы сказал, что местоположение не должно иметь никакого значения, и что гораздо большее значение должны иметь внутренние свойства самого объекта. И здесь мы снова вернемся к Церере и Плутону.

Как мы все скоро увидим, Церера и Плутон, где ни разу не бывали человеческие космические аппараты, являются развивающимися и меняющимися мирами. Вчера они были далекими, едва знакомыми нам недомерками из Солнечной системы. Но к концу нынешнего года мы одарим оба объекта своей страстью и вниманием, заключив их в свои объятия. И мы наверняка снова назовем эти небесные тела планетами.

Церера, временная планета

Цереру открыл в первый день нового 1801 года итальянский астроном Джузеппе Пиацци (Giuseppe Piazzi), входивший в состав международной группы астрономов под названием «Небесная стража». Эта группа занималась поисками недостающей планеты между орбитами Марса и Юпитера. После открытия Церера была немедленно признана планетой, став восьмой, известной на то время (Нептун и Плутон тогда еще не были открыты.)

Но через несколько лет в поясе астероидов были обнаружены другие объекты, и Церера перестала выделяться из общей массы. В 1802 году великий астроном Уильям Гершель (William Herschel) высказал предположение, что Цереру, Палладу и все прочие объекты Солнечной системы меньшего размера следует называть астероидами (подобный звезде). В телескопе они казались такими крошечными, как точки или звезды в небе, но не были похожи на диски планет. Поэтому за сто с лишним лет до открытия Плутона Цереру уже разжаловали в астероиды.

Но Церера все равно выделяется из общей массы. Это самый крупный астероид, намного превосходящий все остальные, поскольку имеет диаметр около 1 тысяча километров (вдвое больше, чем у следующего по величине астероида Весты), хотя форма у Цереры не идеально сферическая.

По мнению планетологов, очень давно более плотные вещества на Церере отделились от более легких и опустились в ее центр, сформировав ядро. То же самое было с Землей и прочими планетами.

Астрономы считают, что на Церере много воды (до одной трети ее массы), и что там может быть неплотная атмосфера. Яркие белые пятна на ее поверхности могут быть большими замерзшими озерами. На самом деле, на Церере может быть даже более пресная вода, чем на Земле, у нее могут быть такие же полярные шапки, а возможно, даже слой жидкого океана под поверхностью, как у спутника Юпитера Европы и у спутника Сатурна Энцелада.

Начиная с этого месяца, мы будем все больше и больше узнавать об этих любопытных возможностях. Знакомясь с Церерой и получая о ней информацию, мы уже не сможем выделять значимые критерии, которые позволяют нам называть ее не-планетой. Церера останется малой планетой, но в 2015 году мы поймем, что карликовые планеты это тоже планеты.Недолгий планетный статус Плутона

Когда в 1930 году Клайд Томбо (Clyde Tombaugh) открыл Плутон, многие астрономы были уверены, что за Нептуном вокруг Солнца обращается крупная планета. Вместо этого они обнаружили, что Плутон очень маленький в сравнении с Землей и Нептуном, имея диаметр 2 300 километров.

Кроме того, это весьма необычная планета, поскольку она пересекает орбиту Нептуна, хотя и делает это таким образом, что никогда не сможет с ним столкнуться.

Современные проблемы начались у Плутона в 1992 году, когда астрономы Дэвид Джуитт (David Jewitt) и Джейн Лу (Jane Luu) обнаружили первые объекты в том районе Солнечной системы, который сегодня известен как пояс Койпера. Если астероидный пояс Цереры состоит в основном из кусков горной породы размером с дом или с гору, которые обращаются вокруг Солнца между орбитами Марса и Юпитера, то пояс Койпера включает в свой состав главным образом глыбы льда размером с дом или с гору, которые вращаются вокруг Солнца за орбитой Нептуна. Как оказалось, Плутон это один из самых больших объектов в поясе Койпера.

Что же такое Плутон?

Плутон это самая последняя из неисследованных планет Солнечной системы. А в поясе Койпера могут находиться сотни других планетных миров, похожих на Плутон. Возможно, это самые многочисленных миры в Солнечной системе: в совокупности площадь поверхности у них может превышать площадь всех прочих планет с твердой поверхностью.

У Плутона есть одна большая луна Харон и как минимум четыре маленьких спутника: Никта, Гидра, Кербер и Стикс. Его атмосфера то расширяется, то сокращается по мере нагревания и охлаждения планеты, которая делает один виток вокруг Солнца за 248 лет. Скорее всего, на поверхности у Плутона много водяного льда, обогащенного метаном, азотом и моноокисью углерода в замерзшем состоянии. Такой лед может содержать сложные органические молекулы.

Космический аппарат New Horizons во время полета должен дать нам ответы на массу вопросов о Плутоне. Как он сформировался? Из чего состоит его атмосфера? Какова его поверхность? Есть ли у Плутона магнитное поле? На что похожи его спутники? Есть ли там под поверхностью океан? Состоит ли поверхность его спутника Харона из чистого водяного льда?

Плутон хранил свои тайны четыре с половиной миллиарда лет. Но через несколько месяцев немногочисленная группа отважных людей приподнимет занавес и скажет: «Привет, Плутон, мы здесь». И эта планета начнет делиться с нами своими тайнами. А когда это произойдет, наше знакомство с Плутоном, как и с Церерой, позволит нам признать, что он был, есть и будет планетой, хотя и очень маленькой.

Мы сможем посетить Цереру и Плутон впервые в жизни, и только один раз за всю нашу жизнь. В этом году. 6 марта и 15 июля. Это фантастический год карликовых планет. Готовьтесь праздновать. Церера и Плутон возвращаются.

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.

inosmi.ru

Церера (карликовая планета) - это... Что такое Церера (карликовая планета)?

У этого термина существуют и другие значения, см. Церера. Другие названия Обозначение Категория малых планет Открытие[1] Первооткрыватель Место открытия Дата открытия Орбитальные характеристики[2] Перигелий Афелий Большая полуось (a) Эксцентриситет орбиты (e) Сидерический период обращения Орбитальная скорость (v) Средняя аномалия (Mo) Наклонение (i) Долгота восходящего узла (Ω) Аргумент перицентра (ω) Физические характеристики Экваториальный радиус Полярный радиус Масса (m) Средняя плотность (ρ) Ускорение свободного падения на экваторе (g) Наклон оси Прямое восхождение северного полюса (α) Склонение северного полюса (δ) Альбедо Cпектральный класс Видимая звёздная величина Абсолютная звёздная величина Угловой диаметр Температура   Кельвин
Церера 
Церера в видимом цвете. Снимок телескопа Хаббла (ACS). Контраст был увеличен, чтобы показать детали.

1899 OF; 1943 XB

1 Ceres

Карликовая планетаПояс астероидов

Джузеппе Пьяцци

Палермская астрономическая обсерватория

1 января 1801

Эпоха: June 18, 2009(JD 2455000.5)

381 028 000 км(2,5465 а. е.)

446 521 000 км(2,9842 а. е.)

413 767 000 км(2,7653 а. е.)

0,07934[2]

1680,5 суток4,60 лет

17,882 км/с

27,448°

10,585°[2] к Эклиптике9.20° to Invariable plane[3]

80,399°[2]

2,825°[2]

487,3 ± 1.8 км[4]

454,7 ± 1.6 км[4]

9,43 ± 0,07×1020кг[5]

2,077 г/см³

0,27 м/с²0.028 g[6]

около 3°[4]

19 ч 24 мин291°[4]

59°[4]

0,090 ± 0,0033 (V-band geometric)[7]

C[8]

6,7[9] до 9,32[10]

3,36 ± 0.02[7]

0,84"[11] to 0.33"[6]

мин. сред. макс.

Цере́ра[13] (1 Ceres) — карликовая планета в поясе астероидов внутри Солнечной системы[14][15][16].

Церера самая близкая к Земле карликовая планета, она удалена от Земли на 263 млн км. Церера была открыта вечером 1 января 1801 года итальянским астрономом Джузеппе Пьяцци в Палермской астрономической обсерватории[17]. Некоторое время Церера рассматривалась как полноценная планета Солнечной системы; в 1802 году она была классифицирована как астероид[18], а по результатам уточнения понятия планета Международным астрономическим союзом 24 августа 2006 года на XXVI Генеральной Ассамблее МАС была отнесена к карликовым планетам. Она была названа в честь древнеримской богини плодородия Цереры.

При диаметре около 950 км (590 миль), Церера на сегодняшний день является крупнейшим и наиболее массивным телом в поясе астероидов, по размерам превосходит многие крупные спутники планет-гигантов, и содержит почти треть (32 %) общей массы пояса[19][20]. Недавние наблюдения показали, что она имеет сферическую форму, в отличие от большинства малых тел, имеющих из-за низкой гравитации неправильную форму[7]. Поверхность Цереры, вероятно, представляет собой смесь водяного льда и различных гидратированных минералов, таких как карбонаты и глины[8]. Церера, как предполагается, имеет каменное ядро и ледяную мантию[4], и даже возможно содержит местами океаны жидкой воды под своей поверхностью[21].

С Земли видимый блеск Цереры колеблется от 6,7 до 9,3 звёздной величины. Этого мало для того, чтобы можно было различить её невооруженным глазом[9]. 27 сентября 2007 года НАСА запустило зонд Dawn для изучения Весты (2011—2012) и Цереры (2015).

Открытие

Идея о том, что между орбитами Марса и Юпитера может существовать не открытая планета впервые была предложена Иоганном Элертом Боде в 1772 году[17]. Его соображения основывались на ныне опровергнутом правиле Тициуса — Боде, впервые предложенном в 1766 году немецким астрономом и математиком Иоганном Тициусом, который заявил, что выявил простую закономерность в нарастании радиусов околосолнечных орбит планет[22][17][23]. После открытия в 1781 году Уильямом Гершелем Урана, которое соответствовало данному правилу, начались поиски планеты на удалении 2,8 а. е. от Солнца (расстояние между орбитами Марса и Юпитера)[23][22], приведшие к созданию в 1800 году группы из 24 астрономов, носящей название «Небесная стража»[22]. Данная группа, возглавляемая фон Цахом, вела ежедневные круглосуточные наблюдения в несколько самых мощных телескопов того времени[17][23]. Ими не была обнаружена Церера, однако, было открыто несколько крупных астероидов[23].

Книга Пьяцци «Della scoperta del nuovo pianeta Cerere Ferdinandea», в которой изложено открытие Цереры.

Церера была открыта вечером 1 января 1801 года итальянским астрономом Джузеппе Пьяцци в Палермской астрономической обсерватории[24], который так же был приглашен в группу «Небесная стража», но сделал своё открытие до приглашения. Он искал «87-ую звезду Каталога Зодиакальных звезд г-на ла Кайля», но нашел, что «ей предшествовала другая»[17]. Вместо звезды он обнаружил космический объект, который сначала посчитал кометой[25]. Пьяцци наблюдал за Церерой в общей сложности 24 раза (последние наблюдения были 11 февраля 1801 года), пока болезнь не прервала его наблюдения[26][27]. 24 января 1801 года он объявил о своем открытии в письмах двум своим коллегам: своему соотечественнику Барнабе Ориани (Barnaba Oriani) из Милана и Иоганну Боде из Берлина[28]. В этих письмах он описал этот объект как комету, но тут же пояснил, что «так как её движение является медленным и довольно однородным, мне несколько раз пришло в голову, что это могло бы быть что-то лучше чем комета»[17]. В апреле того же года Пиацци послал наиболее полные свои наблюдения к перечисленным выше коллегам и к Жерому Лаланду в Париж. Наблюдения были изданы в сентябрьском выпуске журнала «Monatliche Correspondenz» 1801 года.

К моменту выпуска журнала видимое положение Цереры изменилось (в основном из-за орбитального движения Земли), и из-за бликов солнца другие астрономы не смогли подтвердить наблюдения Пиацци. К концу года Цереру вновь можно было наблюдать, но после такого долгого времени было трудно предсказать её точное положение. Специально для определения орбиты Цереры Карл Фридрих Гаусс в 24 года разработал эффективный метод определения орбиты[25]. Он поставил перед собой задачу найти способ определения элементов орбиты по трём полным наблюдениям (если на три момента времени известны — время, прямое восхождение и склонение)[29]. Всего за несколько недель он рассчитал путь Цереры и отправили свои результаты фон Цаху. 31 декабря 1801 года Франц Ксавер фон Цах совместно с Генрихом Ольберсом однозначно подтвердили обнаружение Цереры[25][26].

Первые наблюдатели Цереры смогли вычислить её размер довольно приблизительно от 260 км (по расчетам Гершеля в 1802 году) до 2613 км (расчёты Иоганна Шрётера, сделанные в 1811 году)[30][31].

Наименование

Первоначально Пьяцци предложил название Церере — Церера Фердинанда (Ceres Ferdinandea), в честь римской богини земледелия и короля Сицилии Фердинанда III[17][25][26]. Название «Ferdinandea» было неприемлемо для других стран мира, и поэтому впоследствии было снято. В течение короткого времени в Германии Цереру называли Герой[32], а в Греции — Деметрой (греч. Δήμητρα), которая является греческим эквивалентом богини Цереры[33]. Старым астрономическим символом Цереры является серп ⚳ ()[34], похожий на символ Венеры ♀, но с промежутком в одной из части круга; позже символ был заменен нумерацией диска ①[25][35]. Адъективной формой Цереры будет Церерианский. В честь Цереры был назван химический элемент церий, обнаруженный в 1803 году[36]. В том же году еще один химический элемент был также первоначально назван в честь Цереры, но его первооткрыватель изменил свое название на палладий (в честь открытия второго крупного астероида Паллада), когда наименование получил церий[37].

Статус

Сравнение Цереры (внизу слева) с Луной (вверху слева) и Землёй

Статус Цереры не раз менялся и был предметом некоторого разногласия. Иоганн Элерт Боде считал Цереру «недостающей планетой», которая должна была существовать на промежутке между Марсом и Юпитером, на расстоянии 419 млн км (2,8 а.е.) от Солнца[17]. Церере была назначен планетарный символ и в течение полувека она считалась планетой (наряду с 2 Паллада, 3 Юнона и 4 Веста), что было запечатлено в астрономических таблицах и книгах[17][25][38].

Через некоторое время были обнаружены другие объекты в области между Марсом и Юпитером и стало ясно, что Церера — один из данных объектов[17]. В 1802 году Уильям Гершель ввёл для таких тел термин «астероид» (подобный звезде)[38], написав:

они напоминают маленькие звёзды так как едва отличаются от них, даже если смотреть в очень хорошие телескопы

Оригинальный текст  (англ.)  

they resemble small stars so much as hardly to be distinguished from them, even by very good telescopes

— [39]

Таким образом Церера стала первым открытым астероидом[38].

Дискуссии о Плутоне и о том, что представляют из себя планеты, привели к рассмотрению вопроса о возвращении Церере статуса планеты[40][41]. Международный астрономический союз предложил определение, что планета — это «небесное тело, которое: а) имеет достаточную массу для того, чтобы под действием сил гравитации поддерживать гидростатическое равновесие и иметь близкую к округлой форму и б) обращается по орбите вокруг звезды и не является ни звездой ни спутником планеты»[42]. Данная резолюция сделала бы Цереру пятой планетой по удалённости от Солнца[43], но не была принята в том виде и с 24 августа 2006 года вступило в силу альтернативное определение, в котором вводилось дополнительное требование, что термин «планета» означает, что космическое тело, помимо вышеперечисленных характеристик, под воздействием собственной гравитации должно иметь вблизи своей орбиты «пространство, свободное от других тел». По данному определению, Церера не попадает под термин «планеты», поскольку она не доминирует на своей орбите, а разделяет её с тысячами других астероидов в поясе астероидов, и составляет лишь около трети от общей массы[13]. Поэтому она теперь классифицируется как карликовая планета.

11 июня 2008 года МАС ввел новое определение для карликовых планет — «плутоиды»[44], которые отделяются от остальных карликовых планет тем, что их радиус орбиты должен быть больше радиуса орбиты Нептуна. А из-за того, что определить форму и отношение к классу карликовых планет на таком расстоянии довольно трудно, учёные решили временно относить к ним все объекты, блеск которых на 1 а. е. ярче +1[45]. Из определённых карликовых планет единственная Церера не попадает в категорию плутоидов[45].

В некоторых источниках предполагается, что раз Церере присвоена категория карликовой планеты, то она больше не является астероидом. Например, в новостях на Space.com говорится, что «Паллада, крупнейший астероид, и Церера, карликовая планета, ранее были классифицированы как астероиды»[46], а Международный астрономический союз при размещении вопросов и ответов заявляет, что «Церера (или теперь мы можем сказать в прошедшем времени) — самый большой астероид», хотя когда речь заходит о «других астероидах» на пути пересечения Цереры, то подразумевают, что Церера по-прежнему один из астероидов[47]. Центр малых планет отмечает, что у таких космических объектов может быть двойное обозначение[48]. В действительности, решением МАС 2006 года, которое классифицировало Цереру как карликовую планету, не было уточнено, является или не является она теперь астероидом, поскольку МАС никогда не давал определения слову «астероид», предпочитая до 2006 года использовать термин «малая планета», а после 2006 года — термины «малое тело Солнечной системы» и «карликовая планета». Кеннет Лэнг (2011) прокомментировал, что «МАС дал новое обозначение Церере, классифицируя его как карликовую планету. […] По [его] определению, Эрида, Хаумеа, Макемаке и Плутон, так же как и самый большой астероид, 1 Церера, являются карликовыми планетами», а в другом месте описывает Цереру, как «карликовый астероид-планета 1 Церера»[49]. НАСА, как и большинство различных академических учебников[50][51], говоря о Церере так же продолжает упоминать то, что она является астероидом, заявив, что «Dawn выйдет на орбиту двух крупнейших астероидов в главном поясе»[52].

Орбита

Расположение орбиты Цереры

Орбита Цереры лежит между орбитами Марса и Юпитера в поясе астероидов и весьма «планетообразна»: слабоэллиптична (эксцентриситет 0,08) и имеет умеренный (10,6°) по сравнению с Плутоном (17°) и Меркурием (7°) наклон к плоскости эклиптики[2]. Большая полуось орбиты составляет 2,76 а. е., расстояния в перигелии и афелии — 2,54, 2,98 а. е. соответственно. Период обращения вокруг Солнца — 4,6 года. Среднее расстояние до Солнца 2,77 а. е. (413,9 млн км). Среднее расстояние между Церерой и Землёй ~ 263,8 млн км[53]. Церерианский день составляет 9 часов и 4 минуты[54].

В прошлом Церера, вероятно, принадлежала к семейству астероидов[55]. Эти группы астероидов, как правило, имеют одинаковые орбитальные характеристики, что указывает на их общее происхождение. При помощи спектрального анализа Цереры обнаружились отличия от других членов группы в поясе астероидов и потому сейчас это семейство называют Семейство Гефьён, названное в честь астероида с наименьшим порядковым номером (1272) Гефьён[55]. Церера, по-видимому, с данным семейством астероидов имеет лишь общую орбиту, а не общее происхождение[56].

Орбита Цереры

Изображение демонстрирует орбиту Цереры (выделена синим цветом) и орбиты некоторых других планет (выделены белым и серым цветом). Более тёмным цветом выделена область орбиты ниже эклиптики, а оранжевым плюсом по центру обозначено Солнце. На диаграмме сверху слева показано расположение орбиты Цереры между орбитами Марса и Юпитера. На диаграмме сверху слева видно расположение перигелия (q) и афелия (Q) Цереры и Марса. Перигелий Марса находится на противоположной стороне Солнца от перигелия Цереры и нескольких из больших астероидов, таких как 2 Паллада и 10 Гигея. Нижняя диаграмма демонстрирует наклон орбиты Цереры относительно орбит Марса и Юпитера.

В 2011 году сотрудники Парижской обсерватории, после компьютерного моделирования с учётом поведения 8 планет Солнечной системы, а также Плутона, Цереры, Луны, Паллады, Весты, Ириды и Бамберги[57], обнаружили, что у карликовых планет Солнечной системы — Цереры и Весты — наблюдается склонность к хаотическому поведению[58].

Вековые возмущения Цереры от влиятельных планет (в Юлианский год)[59]. Наименование планеты Масса δe δi δθ δω δε δχ δα
Меркурий 1:(8×106) -0,000018 +0,000044 -0,000241 +0,000484 +0,071482 +0,000488 +3×10-7
Венера 1:(41×104) -0,000025 +0,000227 -0,027558 +0,037903 +1,446688 +0,038375 +3×10-6
Земля 1:329390 -0,000536 +0,000011 -0,106807 +0,092360 +1,887510 +0,094189 -4×10-7
Марс 1:(3085×103) +0,000069 +0,000359 -0,039992 +0,064190 +0,239440 +0,064875 +4×10-7
Юпитер 1:(1047,35) -0,6752 -0,5772 -52,184 +55,909 -56,053 +56,802 -2×10-4
Сатурн 1:(3501,6) -0,022 -0,041 -1,411 +1,290 -2,125 +1,314 -1×10-4
Уран 1:22650 +0,00025 +0,000002 -0,02712 +0,02327 -0,03735 +0,02373 +3×10-5
Нептун 1:19350 +0,000013 -0,000229 -0,007816 +0,007691 -0,011239 +0,007825 -1×10-5

Жак Ласкар (Jacques Laskar) в журнале «Astronomy & Astrophysics»[60] пишет, что «возможно столкновение Цереры и Весты, с вероятностью 0,2 % на миллиард лет» и что «даже если космические миссии позволят провести очень точные изменения положений Цереры и Весты, их движения будут непредсказуемы уже через 400 тысяч лет»[57][61]. Данное исследование значительно снижает возможность прогнозирования изменения земной орбиты.

Прохождение планет

Меркурий, Венера, Земля и Марс могут пройти над Церерой, пересекая Солнце. Наиболее распространён астрономический транзит Меркурия, который обычно происходит раз в несколько лет (последний раз мог наблюдаться в 2006 и 2010 годах). Для Венеры даты прохождения соответствуют 1953 и 2051 году, для Земли — 1814 и 2081 году, а для Марса — 767 и 2684[62].

Физические характеристики

Размеры десяти самых крупных объектов в поясе астероидов по сравнению с Земной Луной. Церера крайняя слева.

Церера — самый крупный объект в поясе астероидов, располагающимся в пространстве между Марсом и Юпитером[8]. Её масса была определена на основе анализа влияния на меньшие астероиды. Полученные результаты у разных исследователей немного отличаются[63]. Принимая во внимание три наиболее точных значения, измеренных с 2008 годы, считается, что масса Цереры равна 9,4×1020 кг[5][63], что составляет почти треть всей массы пояса астероидов (3.0 ± 0.2×1021 кг)[64], но в то же время более чем в 6000 раз уступает массе Земли и составляет около 4 % от массы Луны. Значительная масса Цереры привела к тому, что под действием собственной гравитации это небесное тело, как и многие другие планетоиды, приобрело форму, близкую к сферической[4], размеры которого составляют 975×909 км. Этим Церера отличается от других крупных астероидов, таких как 2 Паллада[65], 3 Юнона[66], и, в частности, 10 Гигея[67], у которых, как известно, форма не сферическая.

Строение Цереры

Строение Цереры: 1 — тонкий слой реголита; 2 — ледяная мантия; 3 — каменное ядро

В отличие от большинства астероидов, на Церере после приобретения сферической формы началась гравитационная дифференциация внутренней структуры — более тяжёлые породы переместились в центральную часть, более лёгкие сформировали поверхностный слой. Таким образом сформировалось каменное ядро и криомантия из водяного льда[4]. Судя по низкой плотности Цереры, толщина её мантии достигает 100 километров (23 %-28 % массы Цереры; 50 % от её объема)[68], и кроме того она содержит значительное количество льда, который составляет 200 миллионов кубических километров воды, что превосходит количество пресной воды на Земле[69]. Эти данные подтверждаются наблюдениями, сделанными телескопом Кек в 2002 году и эволюционным моделированием[5][21]. Кроме того, некоторые характеристики поверхности и геологической истории (например, расстояние Цереры от Солнца, благодаря которому можно говорить о достаточном ослаблении солнечного излучения для того, чтобы позволить некоторым компонентам с низкой точки замерзания быть включенными в её состав в процессе формирования), указывают на наличие летучих веществ в недрах Цереры[5].

На начальном этапе существования ядро Цереры могло разогреваться за счёт радиоактивного распада и, возможно, какая-то часть ледяной мантии находилась в жидком состоянии. По всей видимости, значительная часть поверхности и сейчас покрыта льдом или некой разновидностью ледяного реголита. По аналогии с ледяными спутниками Юпитера и Сатурна можно предположить, что под действием УФ излучения Солнца часть воды диссоциирует и образует сверхразреженную «атмосферу» Цереры. Также остаётся открытым вопрос о наличии на Церере сейчас или в прошлом криовулканизма.

Снимки Цереры, сделанные «Хабблом» в 2003—2004 гг, масштаб 30 км/пиксель

О внешнем облике Цереры известно не так уж и много. На земном небосклоне она предстаёт слабой звёздочкой всего лишь 7-й величины. Видимый диск Цереры очень мал, поэтому первые подробности удалось разглядеть только в конце XX века с помощью орбитального телескопа «Хаббл». На поверхности Цереры различимы несколько светлых и тёмных структур, предположительно кратеров. По слежению за ними удалось точно установить период вращения Цереры (9,07 часа) и наклон оси вращения к плоскости орбиты (менее 4°). Самая яркая структура (см. рисунок слева) в честь первооткрывателя Цереры получила название «Пьяцци». Возможно, это кратер, обнаживший ледяную мантию или даже криовулкан. Наблюдения в ИК диапазоне показали, что средняя температура поверхности составляет 167 К (−106 °C), в перигелии она может достигать 240 К (−33 °C). Радиотелескопом в Аресибо несколько раз проводилось исследование Цереры в диапазоне радиоволн. По характеру отражения радиоволн было установлено, что поверхность Цереры довольно гладкая, видимо, за счёт высокой эластичности ледяной мантии. Спутников у Цереры не обнаружено. По крайней мере пока, наблюдения «Хаббла» исключают существование сателлитов размерами более 10—20 км.

Дальнейшие исследования

В настоящее время единственным способом изучения Цереры остаются телескопические наблюдения. Регулярно проводятся кампании по наблюдению покрытий звёзд Церерой, по возмущениям в движении соседних астероидов и Марса уточняется её масса.

Качественно новым этапом в изучении Цереры должна стать миссия аппарата АМС Dawn (NASA), запущенного 27 сентября 2007 года. В 2011 году «Dawn» вышел на орбиту вокруг Весты, в феврале 2015 года он должен достигнуть Цереры.

См. также

Примечания

  1. ↑ Schmadel Lutz Dictionary of minor planet names — fifth. — Germany: Springer, 2003. — P. 15. — ISBN 3-540-00238-3.
  2. ↑ 1 2 3 4 5 6 Yeomans, Donald K. 1 Ceres. JPL Small-Body Database Browser (July 5, 2007). Проверено 10 апреля 2009.—The listed values were rounded at the magnitude of uncertainty (1-sigma).
  3. ↑ The MeanPlane (Invariable plane) of the Solar System passing through the barycenter (3 апреля 2009). Проверено 10 апреля 2009. (produced with Solex 10 written by Aldo Vitagliano; see also Invariable plane)
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Thomas, P. C.; Parker, J. Wm.; McFadden, L. A.; et al. (2005). «Differentiation of the asteroid Ceres as revealed by its shape». Nature 437 (7056): 224–226. DOI:10.1038/nature03938. PMID 16148926. Проверено 2007-12-09.
  5. ↑ 1 2 3 4 Carry, Benoit; et al. (November 2007). «Near-Infrared Mapping and Physical Properties of the Dwarf-Planet Ceres» (PDF). Astronomy & Astrophysics 478: 235–244. DOI:10.1051/0004-6361:20078166.
  6. ↑ 1 2 Calculated based on the known parameters
  7. ↑ 1 2 3 Li, Jian-Yang; McFadden, Lucy A.; Parker, Joel Wm. (2006). «Icar.182.143.pdf Photometric analysis of 1 Ceres and surface mapping from HST observations» (PDF). Icarus 182: 143–160. DOI:10.1016/j.icarus.2005.12.012. Проверено 2007-12-08.
  8. ↑ 1 2 3 Rivkin, A. S.; Volquardsen, E. L.; Clark, B. E. (2006). «The surface composition of Ceres:Discovery of carbonates and iron-rich clays» (PDF). Icarus 185: 563–567. DOI:10.1016/j.icarus.2006.08.022. Проверено 2007-12-08.
  9. ↑ 1 2 Menzel, Donald H.; and Pasachoff, Jay M. A Field Guide to the Stars and Planets — 2nd. — Boston, MA: Houghton Mifflin, 1983. — P. 391. — ISBN 0395348358.
  10. ↑ APmag and AngSize generated with Horizons (Ephemeris: Observer Table: Quantities = 9,13,20,29)
  11. ↑ Ceres Angular Size @ Feb 2009 Opposition: 974 km diam. / (1.58319 AU * 149 597 870 km) * 206265 = 0.84"
  12. ↑ 1 2 Saint-Pé, O.; Combes, N.; Rigaut F. (1993). «Ceres surface properties by high-resolution imaging from Earth». Icarus 105: 271–281. DOI:10.1006/icar.1993.1125.
  13. ↑ 1 2 Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия ЦЕРЕРА (планета). megabook.ru. Проверено 13 сентября 2011.
  14. ↑ NASA – Dawn at a Glance. NASA. Проверено 14 августа 2011.
  15. ↑ Shiga, David Dawn captures first orbital image of asteroid Vesta. New Scientist. Проверено 7 августа 2011.
  16. ↑ Space Telescope Science Institute Hubble 2008: Science year in review — NASA Goddard Space Flight Center, 2009. — P. 66.
  17. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Hoskin, Michael Bodes' Law and the Discovery of Ceres. Observatorio Astronomico di Palermo "Giuseppe S. Vaiana" (26 июня 1992). Проверено 5 июля 2007.
  18. ↑ Coffey, Jerry The First Asteroid Discovered. universetoday.com. Проверено 2 сентября 2011.
  19. ↑ Pitjeva, E. V.; Precise determination of the motion of planets and some astronomical constants from modern observations, in Kurtz, D. W. (Ed.), Proceedings of IAU Colloquium No. 196: Transits of Venus: New Views of the Solar System and Galaxy, 2004
  20. ↑ Moomaw, Bruce Ceres As An Abode Of Life. spaceblooger.com (2 июля 2007). Проверено 6 ноября 2007.
  21. ↑ 1 2 McCord, Thomas B. (2005). «Ceres: Evolution and current state». Journal of Geophysical Research 110 (E5). DOI:10.1029/2004JE002244. Bibcode: 2005JGRE..11005009M.
  22. ↑ 1 2 3 Правило Тициуса—Боде. «Элементы». Проверено 7 сентября 2011.
  23. ↑ 1 2 3 4 Hogg, Helen Sawyer (1948). «The Titius-Bode Law and the Discovery of Ceres». Journal of the Royal Astronomical Society of Canada 242: 241–246. Bibcode: 1948JRASC..42..241S.
  24. ↑ Hoskin Michael The Cambridge Concise History of Astronomy — Cambridge University press, 1999. — P. 160–161. — ISBN 0-521-57600-8.
  25. ↑ 1 2 3 4 5 6 Forbes, Eric G. (1971). «Gauss and the Discovery of Ceres». Journal for the History of Astronomy 2: 195–199. Bibcode: 1971JHA.....2..195F.
  26. ↑ 1 2 3 Карликовая планета - 1 Церера. Проект "Исследование Солнечной системы". Проверено 10 сентября 2011.
  27. ↑ Церера. solarsystem. Проверено 7 сентября 2011.
  28. ↑ Clifford J. Cunningham The first asteroid: Ceres, 1801–2001 — Star Lab Press, 2001. — ISBN 978-0-9708162-1-4.
  29. ↑ ГАУСС. Астрономы - Биографический справочник. Проверено 10 сентября 2011.
  30. ↑ Hilton, James L Asteroid Masses and Densities (PDF). U.S. Naval Observatory. Проверено 23 июня 2008.
  31. ↑ Hughes, D. W. (1994). «The Historical Unravelling of the Diameters of the First Four Asteroids». R.A.S. Quarterly Journal 35 (3). Bibcode: 1994QJRAS..35..331H.(Page 335)
  32. ↑ Foderà Serio, G.; Manara, A.; Sicoli, P. Giuseppe Piazzi and the Discovery of Ceres // Asteroids III / W. F. Bottke Jr., A. Cellino, P. Paolicchi, and R. P. Binzel — Tucson, Arizona: University of Arizona Press, 2002. — P. 17–24.
  33. ↑ All other languages but one use a variant of Ceres: Russian Tserera, Persian Seres, Japanese Keresu. The exception is Chinese, which uses 'grain-god(dess) star' (穀神星 gǔshénxīng). Note that this is unlike the goddess Ceres, where Chinese does use the Latin name (刻瑞斯 kèruìsī).
  34. ↑ Unicode value U+26B3
  35. ↑ Gould, B. A. (1852). «On the symbolic notation of the asteroids». Astronomical Journal 2 (34). DOI:10.1086/100212. Bibcode: 1852AJ......2...80G.
  36. ↑ Staff Cerium: historical information. Adaptive Optics. Проверено 27 апреля 2007.
  37. ↑ Amalgamator Features 2003: 200 Years Ago (30 октября 2003). Архивировано из первоисточника 7 февраля 2006. Проверено 21 августа 2006.
  38. ↑ 1 2 3 Hilton, James L. When Did the Asteroids Become Minor Planets? (17 сентября 2001). Проверено 16 августа 2006. (недоступная ссылка)
  39. ↑ Herschel, William Observations on the two lately discovered celestial Bodies. (May 6, 1802).
  40. ↑ Battersby, Stephen Planet debate: Proposed new definitions. New Scientist (16 августа 2006). Проверено 27 апреля 2007.
  41. ↑ Connor, Steve. Solar system to welcome three new planets, NZ Herald (16 августа 2006). Проверено 27 апреля 2007.
  42. ↑ The IAU draft definition of "Planet" and "Plutons". IAU (16 августа 2006). Проверено 27 апреля 2007.
  43. ↑ Staff Writers The IAU Draft Definition Of Planets And Plutons. SpaceDaily (16 августа 2006). Проверено 27 апреля 2007.
  44. ↑ Plutoid chosen as name for Solar System objects like Pluto // International Astronomical Union (News Release - IAU0804). — 11.06.2008.
  45. ↑ 1 2 Плутон не влез в планеты. gazeta.ru (18.08.08 15:38). Проверено 15 сентября 2011.
  46. ↑ Geoff Gaherty, «How to Spot Giant Asteroid Vesta in Night Sky This Week», 03 August 2011 [1]
  47. ↑ Question and answers 2. IAU. Проверено 31 января 2008.
  48. ↑ MPEC 2006-R19: EDITORIAL NOTICE. Minor Planet Center (7 сентября 2006). — «the numbering of "dwarf planets" does not preclude their having dual designations in possible separate catalogues of such bodies.»  Проверено 31 января 2008.
  49. ↑ Lang Kenneth The Cambridge Guide to the Solar System — Cambridge University Press, 2011. — P. 372, 442.
  50. ↑ de Pater & Lissauer, 2010. Planetary Sciences, 2nd ed. Cambridge University Press
  51. ↑ Mann, Nakamura, & Mukai, 2009. Small bodies in planetary systems. Lecture Notes in Physics 758. Springer-Verlag.
  52. ↑ NASA/JPL, Dawn Views Vesta, 2011 Aug 02
  53. ↑ http://dic.academic.ru/dic.nsf/es/92436/%D0%A6%D0%95%D0%A0%D0%95%D0%A0%D0%90 ЦЕРЕРА (планета), Энциклопедический словарь
  54. ↑ Williams, David R. (2004). «Asteroid Fact Sheet».
  55. ↑ 1 2 Cellino, A. et al.' Spectroscopic Properties of Asteroid Families // Asteroids III — University of Arizona Press, 2002. — P. 633–643 (Table on p. 636).
  56. ↑ Kelley, M. S.; Gaffey, M. J. (1996). «A Genetic Study of the Ceres (Williams #67) Asteroid Family». Bulletin of the American Astronomical Society 28. Bibcode: 1996BAAS...28R1097K.
  57. ↑ 1 2 Астрономы предсказали возможное столкновения Цереры и Весты. МОСКВА, 15 июл - РИА Новости. (15/07/2011). Проверено 16 сентября 2011.
  58. ↑ Алексей Левин, кандидат философских наук Церера и Веста могут поменять земную орбиту, но очень не скоро // "Коммерсантъ Наука". — 25.07.2011. — В. №4 (4).
  59. ↑ Горячев Н. Н. Вековые возмущения Цереры от восьми влиятельных планет — 14 апреля 1935.
  60. ↑ J. Laskar, M. Gastineau, J.-B. Delisle, A. Farrés and A. Fienga Strong chaos induced by close encounters with Ceres and Vesta  (англ.) // Astronomy & Astrophysics. — 14 July 2011. — В. A&A 532, L4 (2011). — DOI:10.1051/0004-6361/201117504
  61. ↑ Павел Котляр Церера и Веста лишили Землю прошлого (18 июл ‘11 12:23). Проверено 16 сентября 2011.
  62. ↑ Solex. Проверено 2009-03-03 numbers generated by Solex.
  63. ↑ 1 2 (2007) «A New Determination of the Mass of (1) Ceres». Earth, Moon, and Planets 100 (1–2): 117–123. DOI:10.1007/s11038-006-9124-4. Bibcode: 2007EM&P..100..117K.
  64. ↑ Pitjeva, E. V. (2005). «High-Precision Ephemerides of Planets—EPM and Determination of Some Astronomical Constants» (PDF). Solar System Research 39 (3). DOI:10.1007/s11208-005-0033-2. Bibcode: 2005SoSyR..39..176P. Проверено 2007-12-09.
  65. ↑ Carry, B.; Kaasalainen, M.; Dumas, C.; et al. (2007). «Asteroid 2 Pallas Physical Properties from Near-Infrared High-Angular Resolution Imagery» (PDF). ISO. Проверено 2011-09-04.
  66. ↑ Kaasalainen, M.; Torppa, J.; Piironen, J. (2002). «Models of Twenty Asteroids from Photometric Data» (PDF). Icarus 159 (2): 369–395. DOI:10.1006/icar.2002.6907. Bibcode: 2002Icar..159..369K. Проверено 2009-06-25.
  67. ↑ (2002) «10 Hygiea: ISO Infrared Observations». Icarus 156 (1). DOI:10.1006/icar.2001.6775. Bibcode: 2002Icar..156..202B.
  68. ↑ 0.72-0.77 anhydrous rock by mass, per William B. McKinnon, 2008, «On The Possibility Of Large KBOs Being Injected Into The Outer Asteroid Belt». American Astronomical Society, DPS meeting #40, #38.03
  69. ↑ Carey, Bjorn. Largest Asteroid Might Contain More Fresh Water than Earth, SPACE.com (7 September 2005). Проверено 16 августа 2006.

Ссылки

Исследование Другие темы
Dawn
Колонизация  · Терраформирование  · Жизнь

biograf.academic.ru


Читайте также
  • Гиперскоростная звезда – более 1.000.000 миль в час
    Гиперскоростная звезда – более 1.000.000 миль в час
  • Астрономы обнаружили самую большую спиральную галактику
    Астрономы обнаружили самую большую спиральную галактику
  • Млечный путь содержит десятки миллиардов планет, схожих с Землей
    Млечный путь содержит десятки миллиардов планет, схожих с Землей
  • Млечный путь разорвал своего спутника на четыре отдельных хвоста
    Млечный путь разорвал своего спутника на четыре отдельных хвоста
  • Найден источник водородных газов для нашей Галактики
    Найден источник водородных газов для нашей Галактики