На десятках фотографий, отправленных на Землю зондом Dawn, внутренности Цереры не видны. Однако их можно исследовать с помощью другого мощного оружия - данных о движении этого небесного тела.
С тех пор, как Dawn вышла на орбиту вокруг Цереры, ученые смогли измерить различия в гравитационном поле этой карликовой планеты, отслеживая изменения в движении космического корабля. О различиях в гравитационной силе Цереры впервые было сообщено в журнале Nature. Они дают советы, как лучше узнать Цереру изнутри.
Райан Парк возглавляет группу, изучающую динамику Солнечной системы. Он также является ведущим автором опубликованных исследований. Он объясняет, что новые данные свидетельствуют о слабой внутренней части Цереры. Более того, вода и другие легкие материалы частично отделились от скал во время ранней фазы нагрева в прошлом этого небесного тела.
Гравитационное поле карликовой планеты измеряется путем мониторинга радиосигналов, которые отправляются на космический корабль Dawn и позже принимаются обратно на Землю. Для этого используется сеть Deep Space Network. Это сеть огромных антенн, расположенных в трех разных точках земного шара, которые обеспечивают бесперебойную связь с космическими кораблями. Используя сигналы, ученые могут определить скорость Рассвета с точностью до 0,1 мм / с, а затем вычислить отдельные аспекты гравитационного поля Цереры.
У Цереры есть важное свойство - она сохраняет гидродинамический баланс. Его внутренняя часть достаточно слабая, поэтому его вращение определяет форму, которую он принимает. Это было установлено путем сравнения гравитационного поля Цереры с ее формой. Гидродинамический баланс также является одной из причин, почему в 2006 г. этот объект был классифицирован как карликовая планета.
Более того, на основании новых данных можно сделать вывод, что Церера диверсифицирована, то есть имеет на разной глубине слои разлинчные по составу. Самый плотный слой - это ядро карликовой планеты. Это также подтвердило предположение, что Церера намного менее плотна, чем Земля, Луна, астероид Веста и другие скалистые объекты в Солнечной системе. Кроме того, давно рассматривается возможность присутствия материалов с низкой плотностью, включая лед, который, как показывают исследования, отделился от породы и поднялся в более высокие слои с другими веществами аналогичной плотности.
«Мы обнаружили, что разделения между различными слоями внутри Цереры менее заметны, чем на Луне или планетах в нашей системе», - говорит Парк. «Земля с ее металлическим ядром, полужидкой мантией и внешней корой имеет более четкую структуру, чем Церера».
Ученые также обнаружили, что высокие зоны на Церере вытесняют массу внутри. Это явление аналогично плаванию лодки - количество вытесняемой воды зависит от веса лодки. Точно так же слабая мантия Цереры может быть вытеснена массой гор и другими топографическими особенностями самого внешнего слоя. Это явление наблюдалось на планетах, в том числе на Земле, но впервые подтверждено его появление на Церере.
Известная плотность этой карликовой планеты, основанная на данных о гравитации, позволяет исследователям по-новому взглянуть на раннюю историю Цереры - какие процессы могли происходить внутри нее. Объединив новые данные с предыдущими данными о составе на поверхности планеты, также собранными зондом Dawn, можно восстановить ее историю. Вода, должно быть, переместилась под древнюю поверхность, но внутреннее пространство еще не нагрелось до температуры, при которой силикаты плавятся и образуют металлическое ядро.
«Из предыдущих исследований Рассвета мы знаем, что должно быть взаимодействие между водой и камнями внутри Цереры. Это, вкупе с новым профилем плотности, говорит нам о том, что Церера пережила обширную термическую историю ». - говорит Кэрол Рэймонд, соавтор публикации.