На Церере нашли жидкую воду и действующие криовулканы

Астрономы обнаружили, что в недрах карликовой планеты Цереры скрывается жидкая вода. Время от времени она попадает на поверхность в результате извержений криовулканов.

Эти и другие захватывающие открытия описаны в пяти научных статьях (1, 2, 3, 4, 5), опубликованных в журналах Nature Astronomy, Nature Geoscience и Nature Communications.

Напомним, что Церера – это карликовая планета радиусом около 460 километров, расположенная между Марсом и Юпитером. В 2015–2018 годах её исследовал орбитальный зонд Dawn, и пока это единственная миссия, изучавшая данный объект.

Поверхность Цереры очень богата водяным льдом. А что насчёт жидкой воды?

Разумеется, на поверхности безатмосферного тела влага долго существовать не может. Но учёные уже давно обнаружили веские свидетельства того, что целые моря жидкой воды некогда плескались в недрах Цереры.

Так, аппарат Dawn обнаружил на Церере конус криовулкана. Так называются вулканы, выбрасывающие смесь солёной воды и грязи. Они встречаются на нескольких телах Солнечной системы.

Кроме того, ещё до полёта Dawn астрономы заметили на Церере яркие пятна. Благодаря зонду выяснилось, что они состоят в основном из карбоната натрия. Эта солевая корка отражает много солнечного света, поэтому и выглядит очень светлой. Скорее всего, подобные залежи солей образовались при испарении солёной жидкости.

Итак, на Церере некогда существовали резервуары жидкой воды и действовали криовулканы. Однако ранее большинство учёных склонялось к мысли, что криовулканическая активность прекратилась сотни миллионов лет назад. Если в недрах карликовой планеты и осталась жидкая вода, то лишь в самых глубоких её слоях.

Правда, благодаря ударам астероидов под поверхностью могли возникать новые подземные озёра или даже моря. В частности, астрономы указывали на ударный кратер Оккатор. На его дне были обнаружены солевые пятна, которые гораздо моложе самого кратера.

Новые научные статьи основаны на данных, собранных зондом Dawn в самом конце миссии, когда он сканировал поверхность Цереры с рекордно малой высоты: менее 35 километров.

Новые данные подтвердили, что некоторые пятна солей на дне Оккатора имеют возраст менее двух миллионов лет (тогда как самому кратеру более 20 миллионов лет).

Однако учёные обнаружили нечто куда более волнующее. Жидкая вода поступала на дно кратера и совсем недавно, не более нескольких веков назад!

Дело в том, что в Оккаторе нашёлся гидратированный (химически связанный с водой) хлорид натрия и хлорид аммония. В условиях поверхности Цереры эти соли должны лишаться воды за считанные сотни лет. Значит, они совсем свежие, то есть криовулканическая активность на карликовой планете продолжается.

Дно кратера Оккатор. Красноватым цветом выделены самые свежие солевые пятна.
Иллюстрация NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA.

Удар астероида, породивший кратер, расплавил лёд в коре Цереры. В результате, по расчётам учёных, под Оккатором образовалось настоящее море глубиной в 40 километров и шириной в сотни километров. Именно оно послужило источником основной массы жидкости, выплеснувшейся на поверхность и образовавшей солевые пятна.

Вся или почти вся эта вода к сегодняшнему дню должна была уже замёрзнуть. Но, как считают эксперты, при ударе образовались глубокие трещины, соединяющие этот приповерхностный резервуар с недрами карликовой планеты. Там, в самых её глубинах, запасы жидкой воды могли сохраниться ещё со времён образования небесного тела.

Видимо, часть этой воды до сих пор поступает на поверхность по образовавшимся трещинам. Этим и объясняется присутствие в кратере короткоживущих гидратов.

Интересно, что Церера не имеет близких соседей, которые разогревали бы её недра приливными силами. Этим она отличается от имеющих подповерхностные океаны спутников Юпитера и Сатурна, например, от знаменитого своими гейзерами Энцелада. Однако новые открытия показывают, что в её недрах всё же сохранилась жидкая вода. Нельзя исключить и того, что этот рассол населён внеземными микроорганизмами.

Изображение дна кратера Оккатор. Бугры на переднем плане образовались при замерзании талой воды, порождённой ударом астероида.
Иллюстрация NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/USRA/LPI.

Астрономы получили и другие интересные сведения о Церере. Например, они выяснили, как её плотность меняется с глубиной. Оказалось, что она растёт гораздо быстрее, чем можно было бы объяснить только увеличением давления. Это подтверждает, что карликовая планета неоднородна: её глубокие слои состоят из более плотных веществ, чем приповерхностные.

Также исследователи изучили небольшие ледяные бугры, напоминающие земные гидролакколиты. По мнению специалистов, эти выпуклости образовались при замерзании потоков талой воды, порождённых ударом астероида. Ранее такие структуры наблюдались на Марсе, но впервые они были обнаружены на карликовой планете.