Органические соединения обнаружили на Церере

Исследователи также обнаружили отложения соли в ударном кратере на карликовой планете.

Третий по величине кратер на карликовой планете Церера был геологически активен, по крайней мере, один раз через много миллионов лет после своего образования. В исследовании, опубликованном сегодня в журнале Nature Communications, ученые из Института Макса Планка по изучению Солнечной системы (MPS) в Геттингене, Университета Мюнстера (WWU) и Национального института научного образования и исследований (NISER) в Бхубанесваре, Индия, представляют наиболее подробное исследование кратера Урвара на сегодняшний день. Впервые они оценили снимки, сделанные камерой на последнем этапе миссии НАСА Dawn, которые показывают геологические структуры размером всего в несколько метров. Космический аппарат Dawn вышел на орбиту вокруг карликовой планеты в 2015 году и изучал ее вблизи в течение трех с половиной лет. Как и кратер Оккатор, кратер Урвара мог быть ареной криовулканической активности, утверждают исследователи. Исследование подтверждает версию о том, что под корой Цереры простирался глобальный соленый океан, часть которого может быть жидкой и сегодня.

Многочисленные крупные кратеры покрывают поверхность карликовой планеты Церера, крупнейшего тела в поясе астероидов диаметром около 960 километров. Вероятно, самым ярким из этих кратеров является Occator, расположенный в северном полушарии. Яркие пятна в его недрах, которые были хорошо видны еще на этапе сближения Dawn, оказались солеными остатками подповерхностного рассола, который поднимался на поверхность в результате криовулканических процессов до недавних геологических времен. В другом большом кратере, названном Эрнутет, есть свидетельства обнажения органических соединений и, следовательно, очень сложной химии. В своей последней публикации исследователи под руководством МПС обратили внимание на кратер Урвара. Расположенный в южном полушарии, он является третьим по величине кратером Цереры, его диаметр составляет 170 километров. Считается, что удар, сформировавший его около 250 миллионов лет назад, поднял материал с глубины до 50 километров.

"Крупные ударные структуры на Церере дают нам доступ к более глубоким слоям карликовой планеты", - объясняет Андреас Натуэс из MPS, первый автор настоящего исследования и ведущий исследователь команды камеры Dawn. "Как оказалось, нынешний рельеф и минералогический состав некоторых крупных кратеров Цереры является результатом сложных и длительных геологических процессов, которые изменили поверхность карликовой планеты", - добавляет он.

Для максимально точного отслеживания этих процессов необходимы снимки высокого разрешения и спектроскопические данные. Наиболее точные данные наблюдений кратера Урвара были получены во время расширенной миссии Dawn: после истечения срока основной миссии, которая изначально была рассчитана на два года, оставшегося топлива хватило для полета по более смелым и высокоэллиптическим орбитам, в результате которого космический аппарат оказался в пределах 35 километров от поверхности. Во время этого этапа две камеры Dawn Framing Cameras, научная система камер миссии, сделали снимки, на которых можно идентифицировать структуры размером в несколько метров. Система камер была разработана и построена под руководством МПС и эксплуатировалась МПС во время миссии.

Изображения кратера Урвара с высоким разрешением показывают геологически разнообразный ландшафт. Многочисленные террасированные стены кратера окружают ударную впадину; наиболее заметной особенностью, возвышающейся немного в стороне от центра кратера, является горный хребет длиной около 25 километров и высотой 3 километра. На его южном фланге находятся изрезанные скалы, участки, усеянные валунами, и иногда яркий материал, напоминающий знаменитые яркие пятна кратера Оккатор. Кроме того, на снимках видна глубокая центральная впадина, участки с удивительно гладкой поверхностью, а некоторые усеяны множеством небольших округлых впадин.

"Наш анализ показывает, что различные области кратера имеют очень разный возраст", - говорит Нико Шмедеманн из Института планетологии WWU. "Разница в возрасте достигает 100 миллионов лет. Это говорит о том, что в кратере происходили процессы, продолжавшиеся долгое время после его образования", - добавляет он. Для исследований такого рода ученые подсчитывают небольшие кратеры, которые покрывают все поверхности тел без атмосферы. Поскольку старые поверхности имели больше времени для "накопления" таких ударов более мелких астероидов, на них больше кратеров, чем на молодых. Кроме того, в определении точного возраста играют роль модели силы бомбардировки в разное время.

Согласно этим моделям, возраст наиболее нетронутых участков в кратере Урвара составляет около 250 миллионов лет. Это время знаменует собой образование самого кратера. Более молодые поверхности в кратере включают обширные гладкие темные участки, а также ямы, которые, вероятно, образовались в результате выхода газа в недрах.

Дополнительные подсказки о бурном прошлом кратера дают изображения, полученные с помощью цветных фильтров системы камер. Они позволяют определить, какие диапазоны длин волн видимого света отражают в космос те или иные поверхности - и таким образом сделать вывод об их минералогическом составе. Как выяснилось, яркий материал - это соли. Данные VIR-спектрометра Dawn, предоставленные итальянским космическим агентством ASI, также указывают на то, что на склоне к западу от центрального горного хребта вместе с солями отложились органические соединения. Такое сочетание солевых отложений и органических соединений ранее не наблюдалось. Отложения органических соединений также кажутся сравнительно молодыми.

"Происхождение и формирование органики на Церере остаются интересными открытыми вопросами, которые имеют важные последствия для общей геологической истории Цереры, а также потенциальные связи с астробиологией и обитаемостью. Органика, которую мы обнаружили в бассейне Урвара в Южном полушарии, отличается от богатых органикой областей в кратере Эрнутет в Северном полушарии и поможет нам ответить на эти вопросы", - говорит научный сотрудник НИСЕР Гунешвар Танджам. "Команда работает над этими аспектами, используя спектральные данные как FC, так и VIR", - добавляет он.

"В целом, кратер Урвара представляет нам определенно сложную картину, которую мы еще не до конца понимаем и которая оставляет место для двух интерпретаций", - резюмирует результаты Андреас Натуэс. Например, удар, в результате которого образовался кратер Урвара, мог перенести соли из недр карликовой планеты на поверхность. Однако некоторые данные свидетельствуют о том, что вместо этого был использован соленый рассол, который поднялся из недр и инициировал дальнейшие процессы. Достиг ли этот рассол поверхности или просто скопился под ней, неясно.

Независимо от точной интерпретации, нынешние результаты укрепляют картину карликовой планеты, которую в последние годы нарисовала миссия Dawn: это геологически активное тело с солеными слоями, простирающимися под корой на разной глубине. Они могут быть связаны с более ранним подповерхностным океаном, который также содержал органические соединения. Несмотря на огромное расстояние Цереры от Солнца, благодаря растворенным солям этот рассол мог сохраниться и сегодня в больших жидких резервуарах на глубине около 40 километров.