A Ceres törpebolygó felszínén számos kráterben vízjég található. Egy kutatócsoport nemrég megvizsgálta a jég tulajdonságait ezekben a hűvös, árnyékos kráterekben, és arra a következtetésre jutott, hogy az meglepően fiatal.

A Ceres törpebolygóról készült felvételen kék színnel jelölték a felszínen található hidegcsapdákat. (NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/GSFC-SVS)

A Ceres a belső Naprendszer egyetlen törpebolygója. A kőzetvilág nagyjából negyedakkora, mint a Hold. Népszerűségét a kutatók körében annak köszönheti, hogy valószínűleg egyike a néhány megmaradt protobolygónak a Naprendszerben, mivel a többségük elvándorolt, ütközések során elpusztult vagy bolygókba olvadt be.

A NASA Dawn-űrszondája 2015 és 2018 között vizsgálta a Ceres közvetlen közelről, miközben 35 kilométerre meg is közelítette a törpebolygó felszínét. Az űrszonda bekukkantott a Ceres pólusain lévő kráterekbe, amelyeknek nagy részét sosem éri napfény a törpebolygó 4,6 évig tartó Nap körüli keringése során. A Dawn-űrszonda jeget fedezett fel ezeknek az árnyékos krátereknek a mélyén.

A Dawn-űrszonda felvétele a Ceres egyik kráterének faláról 43 kilométeres magasságból. (NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA)

Norbert Schörghofer (Planetary Science Institute) és munkatársai a Dawn-űrszonda adatai alapján részletes modellt készítettek a Ceres felszínéről, hogy megtudják, mely kráterek maradnak árnyékban a tengelyferdeség változásai során. A Ceres tengelyének dőlésszöge 24 ezer év alatt a Nap és a Jupiter árapály-erőinek hatására 2 és 20 fok között változik. A kutatók azt találták, hogy amikor a Ceres tengelyferdesége eléri a maximumot, egy Ceres-év leforgása alatt nem marad egyetlen kráter mélye sem árnyékban.

A Ceres északi pólusát övező terület lejtése (szürkeárnyalatos) és az állandóan árnyékban lévő területek elhelyezkedése a maximális tengelyferdeségnek megfelelően színezve. (Schörghofer et al. 2024)

A kutatók kíváncsiak voltak, miképpen alakul a Ceres jégraktárainak sorsa, ezért megbecsülték, hogy mennyi időbe telne, ha a törpebolygó felszínén lévő jég teljesen szublimálna, vagyis gáz halmazállapotúvá válna. Az eredmények szerint közvetlen napfény hatására a Ceres jégraktárai gyorsan szublimálnak, mégpedig évente több mint egy centiméternyit. Ha a jég lassan szublimálna, akkor a Ceres felszínén akár több milliárd évig is megmaradhatna. Mivel azonban a folyamat gyorsan megy végbe, a Ceres jege mindenképpen fiatal, legalább is csillagászati értelemben.

Jelenleg a jéggel borított kráterek egészen addig árnyékban maradnak, amíg a Ceres tengelyferdesége el nem éri a 10 fokot. A legutóbbi ilyen alkalom 6000 évvel ezelőtt következett be, ami azt jelenti, hogy a Ceres felszínén lévő jég nem lehet idősebb hatezer évesnél. Ez elképesztően rövid idő egy 4 milliárd éves protobolygó esetében… Vajon honnan származhat ez a jég?

Az árnyékos területek mérete a szélességi fok és a tengelyferdeség függvényében. Amikor a Ceres tengelyferdesége eléri a 20 fokot, nem marad árnyékos terület a törpebolygón. (Schörghofer et al. 2024)

A Ceres kőzetfelszíne alatt pár centiméterrel nagy mennyiségű jég rejtőzik, így bármi behatás is éri a kőzetburkot, legyen az egy földcsuszamlás vagy egy becsapódás, az felszínre hozhatja a jeget. A kutatók szerint a Ceres felszínén található jég forrása legnagyobb valószínűséggel egy becsapódás lehet, amely ideiglenes légkört hozott létre, majd a vízgőz a kráterekben jéggé fagyott ki.

A kutatócsoport azt is megvizsgálta, hogy más jégtípusok, például szén-dioxid jég is található-e a Ceres krátereiben, de arra a következtetésre jutottak, hogy bár a kráterek rendkívül hidegek, túl nagy bennük a hőmérséklet ahhoz, hogy a vízgőzön kívül más gázok is kifagyjanak bennük.

Az eredményeket közlő szakcikk a Planetary Science Journal című lapban jelent meg.

Forrás: AAS Nova