سيريس: أصغر وأقرب كوكب قزم

فنان

رسم توضيحي لفنان لسيريس استنادًا إلى رسم الخرائط والملاحظات من المركبة الفضائية Dawn التابعة لناسا والتي تدور حاليًا حول الكوكب القزم في حزام الكويكبات. (رصيد الصورة: SO / L.Calçada / NASA / JPL-Caltech / UCLA / MPS / DLR / IDA / Steve Albers / N. Risinger ( skysurvey.org ))

سيريس كوكب قزم ، الكوكب الوحيد الموجود في الروافد الداخلية للنظام الشمسي. البقية تقع عند الأطراف الخارجية ، في حزام كايبر. في حين أنه أصغر الكواكب القزمة المعروفة ، فهو أكبر جسم في حزام الكويكبات.



على عكس الأجسام الصخرية الأخرى في حزام الكويكبات ، سيريس هو شكل كروي مفلطح ، مدور مع انتفاخ دوراني حول خط الاستواء. يعتقد العلماء أن سيريس قد يكون لها محيط وربما غلاف جوي. كشف وصول المسبار مؤخرًا عن بعض أسرار الكوكب القزم ، لكن البعض الآخر لا يزال مخفيًا. [شاهد المزيد من الصور للكوكب القزم سيريس]

البقع المشرقة والجبال المنعزلة

في 6 مارس 2015 ، أصبحت المركبة الفضائية Dawn التابعة لناسا أول مسبار يدور حول جسمين في النظام الشمسي. بعد مغادرة الكويكب فيستا ، سافر دون إلى سيريس ، وهو عالم جليدي أثار حيرة العلماء لسنوات. في حين أن معظم الكويكبات مصنوعة من الصخور ، كشف سيريس عن تلميحات إلى أنه يمكن أن يحتوي على الماء على سطحه منذ عام 1991 ، على الرغم من أن هذه التلميحات ظلت غير مؤكدة لأكثر من 20 عامًا.

معظم السطح رمادي باهت. كشفت الملاحظات الطيفية من سيريس عن وجود شكل من أشكال الجرافيت المعروف باسم الكربون الجرافيت .

قالت أماندا هندريكس ، عالمة بارزة في معهد علوم الكواكب في أريزونا ، لموقع ProfoundSpace.org: 'لم تتطور إلى الجرافيت المناسب'. لكنها قريبة.

عندما اقترب Dawn من الكويكب العملاق ، أصبحت بقعة مضيئة على سطحه أكثر وضوحًا. بعد مراقبة سيريس ، تم العثور على 130 بقعة متشابهة بدرجات سطوع متفاوتة على الكوكب. سطح سيريس عاكس بشكل عام مثل الإسفلت المصبوب حديثًا ، بينما تراوحت البقع من اللمعان الباهت للخرسانة إلى السطوع المذهل للجليد العائم على محيطات الأرض. تقع المنطقة الأكثر سطوعًا في منطقة Occator Crater التي يبلغ عرضها 56 ميلًا (90 كيلومترًا) ، والتي تحتوي على أشهر مجموعات البقع اللامعة على سطح سيريس.

تضمنت التكهنات المبكرة بشأن البقع إمكانية وجود براكين جليدية على الكوكب القزم. ومع ذلك ، لا يرتفع من السطح سوى 'جبل وحيد'. يرتفع الجبل على شكل هرم إلى ارتفاع 21،120 قدمًا (6،437 مترًا). يقف الجبل الذي يبلغ ارتفاعه 4 أميال منفردًا ، ولا يوجد دليل على وجود نشاط بركاني أو جيولوجي آخر يشير إلى أصله المحير.

على الرغم من أن دراسة البقع وجدت في الأصل توقيعات لكبريتات المغنيسيوم المميهة ، وهي نفس المادة التي تشكل ملح إبسوم مرة أخرى على الأرض ، إلا أن مزيدًا من الفحص كشف عن توقيعات كيميائية لكربونات الصوديوم. تتكون من الكربون ، غالبًا ما تُترك المادة على الأرض مع تبخر الماء ، مما يشير إلى أن الأملاح تشكلت في الظروف المائية تحت القشرة. ترتبط معظم المناطق المضيئة بالحفر ، مما يشير إلى أن تكوينها يمكن أن يكون مرتبطًا بالآثار. ترتبط هذه النتائج بالفهم المبكر لتكوين الكوكب القزم.

ملامح سيريس تم تسميتها نسبة إلى الأرواح والآلهة الزراعية ، وتمت الموافقة عليها من قبل الاتحاد الفلكي الدولي في عام 2015. تم تسمية سيريس نفسها نسبة للإلهة الرومانية للذرة والحصاد.

عالم رطب مرة واحدة

قد يبدو سيريس جافًا ورماديًا ، لكن من المحتمل أن يكون قد حمل a المحيط السائل في ماضيه. استخدم Dawn الجزء الأكبر من الكوكب القزم لرسم خريطة لمجال الجاذبية الخاص به. بالاقتران مع ملاحظات الأسطح الجليدية ، تكشف الملاحظات عن آثار محيط في القشرة ، مع علامات على عباءة موحلة تحت السطح.

تبلغ كثافة سيريس 2.09 جرامًا لكل سنتيمتر مكعب ، مما دفع العلماء إلى استنتاج أن ربع وزنه تقريبًا عبارة عن ماء. هذا من شأنه أن يمنح الكوكب القزم مياهًا عذبة أكثر مما تحتويه الأرض. بالمقارنة ، تبلغ كثافة الأرض 5.52 جرامًا لكل سنتيمتر مكعب. قبل زيارة Dawn للكوكب القزم ، اشتبه العلماء بالفعل في أنه يمكن أن يخفي محيطًا سائلًا أو متجمدًا ؛ ساعد القمر الصناعي الزائر في الغوص في الأسرار الكامنة تحت سطح الكوكب.

يعتقد العلماء أن جليد الماء بمثابة عباءة الكوكب القزم. يُعتقد أن القشرة الرقيقة المغبرة تتكون من صخور ، بينما يقع قلب داخلي صخري في المركز. تكشف الملاحظات الطيفية لسيريس من الأرض أن السطح يحتوي على طين غني بالحديد. تم العثور على علامات الكربونات بالمثل ، مما يجعل سيريس واحدة من الأجسام الوحيدة في النظام الشمسي المعروف أنها تحتوي على هذه المعادن ، والاثنان الآخران هما الأرض والمريخ. تشكل الكربونات من خلال عملية تتضمن الحرارة والماء ، وتعتبر من المؤشرات المحتملة الجيدة لصلاحية السكن. [ البحث عن الحياة على المريخ (مخطط زمني بالصور)

قال كريس راسل ، الباحث الرئيسي وعالم الكواكب في جامعة كاليفورنيا ، لوس أنجلوس ، لموقع ProfoundSpace.org في عام 2016: 'كان هذا شيئًا لم نتوقعه'. تعد الكربونات مؤشرًا قويًا جدًا على العمليات التي نعتقد أنها اتخذت الآن مكانه في الداخل ، مما يجعله أكثر شبهاً بالأرض ، حيث يمكنه تغيير الكيمياء في الداخل.

تعمل الأملاح على خفض درجة حرارة الماء المتجمدة المخبأة داخل القشرة ، مما يمنعها من التجمد بالسرعة التي قد يحدث بها الماء النقي.

عندما تصطدم الأجسام الكبيرة بسيريس ، فإنها قد تجرف منطقة من القشرة ، وتقطع الوشاح الجليدي تحتها لتترك الجليد أقرب إلى السطح. عندما تسخن أشعة الشمس الطبقة الخارجية ، يمكن أن ينتقل الجليد من الحالة الصلبة إلى الغازية من خلال عملية تعرف باسم التسامي.

في عام 2014 ، اكتشف مرصد هيرشل الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية أعمدة بخار الماء تتسرب من الكوكب القزم بمعدل 13 رطلاً. (6 كيلو جرام) في الثانية.

هذا هو أول اكتشاف واضح للمياه على سيريس وفي حزام الكويكبات بشكل عام ، مايكل كوبرز من وكالة الفضاء الأوروبية ، Villanueva de la Cañada ، إسبانيا ، لموقع ProfoundSpace.org في عام 2014. قاد كوبرز دراسة البخار الذي ظهر في Nature.

لكن ليس كل الماء مخفيًا تحت السطح. كشفت Dawn عن بقع متنامية من الجليد والمعادن المتعلقة بالمياه السائلة في العالم الصغير.

وجدت أندريا رابوني ، الباحثة في المعهد الوطني الإيطالي للفيزياء الفلكية (INAF) ، بقعة متنامية من الجليد على أرضية Juling Crater ، كشطت بالقرب من خطوط العرض الوسطى. كشف فريق ثان ، بقيادة فيليبو جياكومو كاروزو ، أيضًا من INAF ، عن تغييرات في التربة يشتبه في أنها مرتبطة بالكربونات.

قال رابوني لموقع ProfoundSpace.org: `` يمكن إجراء نفس العملية في أرضية فوهة البركان في جولنج ، مما يوفر تجديدًا للمياه تحت التربة التي تتسامى وتتكثف جزئيًا على الجدار البارد ''.

وقال: 'يُظهر العملان أن المياه متوفرة حاليًا على سطح سيريس وتحدث تغيرات جيولوجية ومعدنية على سطحه'.

قد تتغير هذه البقع مع ميل الكوكب على مدى آلاف السنين. يتغير ميل سيريس بالنسبة إلى مداره من درجتين إلى حوالي 20 درجة على مدار 24500 سنة ، وهو وقت قصير نسبيًا من الناحية الفلكية. يمكن أن يتسبب هذا في تقلبات دراماتيكية يمكن أن تستمر فيها الحفر في إخفاء المياه لفترات طويلة من الزمن. في الوقت الحالي ، بينما يقترب ميل سيريس من الحد الأدنى ، لا تتلقى مساحات كبيرة من الأرض حول القطبين أشعة الشمس المباشرة. ولكن منذ 14000 عام ، عندما كان سيريس في أقصى درجات ميله ، تقلصت تلك المناطق ، ولم يتبق سوى عدد قليل من المناطق التي يمكن أن يستمر الجليد فيها في الاختباء طوال فترة التحول.

وقالت كارول ريمون ، المؤلفة المشاركة في الدراسة ونائبة الباحث الرئيسي في دون ، أيضا من JPL ، في أ بيان .

اكتشف Dawn أيضًا مناطق غنية بالمواد العضوية على السطح وقرر أنها على الأرجح موطنها الكوكب القزم. تشير البيانات المأخوذة من المركبة الفضائية إلى أن المواد العضوية على الأرجح وصلت إلى السطح من باطن الكوكب القزم.

قال الدكتور سيمون مارشي ، كبير الباحثين في معهد ساوثويست للأبحاث: 'هذا الاكتشاف لتركيز عالٍ محليًا من المواد العضوية مثير للاهتمام ، وله آثار واسعة على مجتمع علم الأحياء الفلكي'. بيان . سيريس لديها دليل على وجود معادن رطبة حاملة للأمونيا ، وثلج مائي ، وكربونات ، وأملاح ، والآن مواد عضوية. مع هذا الاكتشاف الجديد ، أظهر Dawn أن سيريس تحتوي على مكونات أساسية للحياة.

يُعتقد أن سيريس تحتوي على طبقة خارجية رقيقة من الغبار والصخور فوق طبقة جليدية.

يُعتقد أن سيريس تحتوي على طبقة خارجية رقيقة من الغبار والصخور فوق طبقة جليدية.(رصيد الصورة: NASA / ESA / STScI)

التاريخ والاكتشاف

توقع علماء الفلك في أواخر القرن الثامن عشر رياضيًا وجود كوكب بين المريخ والمشتري ، وقاموا بتحويل تلسكوباتهم بشغف إلى المنطقة بحثًا عن الجسم المفقود. في الأول من كانون الثاني (يناير) 1801 ، اكتشف عالم الفلك الصقلي جوزيبي بيازي ما كان يُعتبر آنذاك كوكبًا ، وأطلق عليه اسم سيريس للإلهة الرومانية.

في غضون عقد من الزمان ، تم اكتشاف أربعة أجسام جديدة في نفس المنطقة ، وكلها تعتبر أيضًا كواكب. مر ما يقرب من 50 عامًا قبل أكثر من ذلك ، تم العثور على أجساد أصغر مبعثرة بين المريخ والمشتري - مكونات حزام الكويكبات - وتم تخفيض سيريس إلى مرتبة كويكب.

في عام 2006 ، تمت ترقية سيريس إلى مكانة كوكب قزم. لم تصل إلى حالة الكواكب الكاملة لأنها فشلت في إزالة الحطام الجاذبي من جاذبيتها ، على الرغم من أنها غالبًا ما تحتفظ بتصنيفها على أنها كويكب أيضًا. [ إنفوجرافيك: الكواكب القزمة في النظام الشمسي ]

أكبر جسم في حزام الكويكبات ، يشكل سيريس ما يقرب من ثلث كتلته. ومع ذلك ، فإنه لا يزال أصغر كوكب قزم معروف ، يبلغ عرضه 590 ميلاً (950 كم) - أي بحجم تكساس تقريبًا. يستمر اليوم في سيريس ما يزيد قليلاً عن 9 ساعات أرضية ، بينما يستغرق الأمر 4.6 سنة أرضية للتنقل حول الشمس.

دفع القرب الشديد والكتلة المنخفضة لسيريس بعض العلماء إلى اقتراح أنه يمكن أن يكون بمثابة موقع محتمل للهبوط المأهول ونقطة انطلاق لبعثات الفضاء السحيق المأهولة.

أسباب الأرض الكويكبات الزلازل

مصدر مياه الأرض؟

على عكس معظم حزام الكويكبات ، يحتوي سيريس على كمية كبيرة من الجليد. قد يعني هذا أن عوالم مماثلة في النظام الشمسي المبكر كان من الممكن أن تكون مسؤولة عن جلب الماء إلى الأرض.

في ظل نماذج النظام الشمسي الحالية ، قد تكونت الأرض صخرية في المقام الأول. أي ماء تم احتجازه على سطحه كان سيتبخر عندما اصطدم به كوكب أولي كبير ليشكل القمر. لفترة طويلة ، اعتقد العلماء أن المذنبات ربما تكون قد أوصلت المياه إلى الأرض التي تم إصلاحها عندما اصطدمت بسطحها. ومع ذلك ، فقد أظهرت تحقيقات دراسة المذنبات أن الصخور الجليدية لا تحتوي على النوع المناسب من الماء ليكون إخوتهم مسؤولين عن عمليات التسليم هذه. تحولت دراسات جديدة إلى أجسام تُعرف باسم الكويكبات الرئيسية في الحزام والصخور والجيران الجليدية لسيريس.

قال راسل لموقع ProfoundSpace.org في عام 2015: `` ربع كتلة سيريس عبارة عن ماء ، وثلاثة أرباعها من الصخور ''.

'إذا كان لدينا عدد قليل من الأجسام من نوع سيريس تصطدم بالأرض ، فيمكننا توضيح مصدر المياه.'

مصادر إضافية

اتبع نولا تايلور ريد في تضمين التغريدة و موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك ، أو + Google . تابعنا على تضمين التغريدة و موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك أو + Google .