Komunikat prasowy

Odkryto nieoczekiwane zmiany w jasnych plamach na Ceres

16 marca 2016

Obserwacje wykonane za pomocą spektrografu HARPS w Obserwatorium La Silla w Chile ujawniły nieoczekiwane zmiany w jasnych plamach na planecie karłowatej Ceres. Mimo, iż Ceres obserwowana z Ziemi wydaje się niewiele więcej niż punktem światła, bardzo staranne badania pokazały nie tylko zmiany spodziewane ze względu na rotację Ceres, ale okazało się także, że plamy jaśnieją podczas dnia i wykazują inne zmienności. Obserwacje sugerują, że materia w plamach jest lotna i paruje gdy uzyska ciepło od światła słonecznego.

Ceres jest największym ciałem w pasie planetoid pomiędzy Marsem, a Jowiszem i jedynym obiektem z tego obszaru sklasyfikowanym jako planeta karłowata. Należąca do NASA sonda kosmiczna Dawn znajduje się na orbicie wokół Ceres od ponad roku i wykonała szczegółowe mapy jej powierzchni. Jedną z największych niespodzianek było odkrycie bardzo jasnych plam, które odbijają znacznie więcej światła niż ciemniejsze otoczenie [1]. Najbardziej wyróżnia się plama znajdującą się w kraterze Occator. Sugeruje to, że Ceres może być znacznie bardziej aktywnym światem niż większość jej sąsiadek planetoid.

Nowe i bardzo precyzyjne obserwacje za pomocą spektrografu HARPS na 3,6-metrowym teleskopie ESO w La Silla w Chile, nie tylko wykryły ruch plam wynikający z obrotu Ceres dookoła swojej osi, ale także niespodziewane dodatkowe zmiany sugerujące, że materia w plamach jest lotna i paruje pod wpływem światła słonecznego.

Główny autor nowych badań, Paolo Molaro, z INAF–Trieste Astronomical Observatory, tłumaczy historię badań: „Zaraz jak sonda Dawn ukazała tajemnicze jasne plamy na powierzchni Ceres, natychmiast pomyślałem o możliwych efektach mierzalnych z Ziemi. Gdy Ceres rotuje, plamy zbliżają się do Ziemi, a potem znowu się oddalają, co wpływa na widmo odbijanego światła docierającego do nas.”

Ceres obraca się raz na dziewięć godzin. Obliczenia pokazały, że prędkości plam w stronę Ziemi i w przeciwną, wynikające z rotacji, będą bardzo małe, rzędu 20 kilometrów na godzinę. Ale ruch ten jest wystarczający do zmierzenia poprzez efekt Dopplera, przy użyciu instrumentów o dużej precyzji, takich jak HARPS.

Zespół naukowców obserwował Ceres za pomocą spektrografu HARPS przez nieco ponad dwie noce w lipcu i sierpniu 2015 r. „Wynik był niespodzianką” mówi Antonino Lanza z INAF–Catania Astrophysical Observatory, współautor badań. „Znaleźliśmy oczekiwane zmiany w widmie spowodowane rotacją Ceres, ale także znaczące inne zmiany w ciągu jednej nocy - względem drugiej.”

Badacze wywnioskowali, że obserwowane zmiany mogą być spowodowane występowaniem lotnych substancji, które parują pod wpływem promieniowania słonecznego [2]. Gdy plamy w kraterze Occator są po stronie oświetlonej przez Słońce, tworzą obszary, które bardzo efektywnie odbijają światło. Obszary te szybko wyparowują, tracąc odbijalność i powodując obserwowane zmiany. Efekt ten jednak zmienia się z nocy na noc, dając dodatkowe losowe schematy zmienności, zarówno w krótkich, jak i dłuższych skalach czasowych.

Jeśli ta interpretacja zostanie potwierdzona, Ceres będzie wydawać się bardzo różna od Westy i innych planetoid z pasa głównego. Pomimo tego, że jest względnie izolowana, wydaje się wewnętrznie aktywna [3]. Wiadomo, że na Ceres występuje woda, ale nie jest jasne czy ma to związek z jasnymi plamami. Źródło energii, które powoduje powtarzające się wycieki materii z powierzchni także nie jest znane.

Dawn kontynuuje badania Ceres i zachowanie jej tajemniczych plam. Obserwacje naziemne za pomocą spektrografu HARPS i innych urządzeń będą kontynuowane także po zakończeniu misji kosmicznej.

Uwagi

[1] Jasne plamy były także widoczne, ale znacznie mniej wyraźnie, na wcześniejszych zdjęciach Ceres z należącego do NASA/ESA Kosmicznego Teleskopu Hubble'a wykonanych w 2003 i 2004 toku.

[2] Sugeruje się, że mocno odbijający światło materiał w plamach na Ceres może być niedawno wyeksponowanym lodem wodnym lub uwodnionymi siarczanami magnezu.

[3] Wiele z wewnętrznie aktywnych ciał w Układzie Słonecznych, takich jak duże księżyce Jowisza i Saturna, jest poddawanych silnych efektom pływowym z powodu ich bliskiej odległości do masywnych planet.

Więcej informacji

Wyniki badań zaprezentowano w artykule pt. “Daily variability of Ceres’ Albedo detected by means of radial velocities changes of the reflected sunlight”, P. Molaro et al., który ukazał się w czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Skład zespołu badawczego: P. Molaro (INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Trieste, Włochy), A. F. Lanza (INAF-Osservatorio Astrofisico di Catania, Catania, Włochy), L. Monaco (Universidad Andres Bello, Santiago, Chile), F. Tosi (INAF-IAPS Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, Rome, Włochy), G. Lo Curto (ESO, Garching, Niemcy), M. Fulle (INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Trieste, Włochy) oraz L. Pasquini (ESO, Garching, Włochy).

ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Wspiera je 16 krajów: Austria, Belgia, Brazylia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope - Bardzo Duży Teleskop), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest głównym partnerem ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. Z kolei na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, ESO buduje 39-metrowy teleskop E-ELT (European Extremely Large Telescope - Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski), który stanie się “największym okiem świata na niebo”.

Linki

• Publikacja naukowa
• Zdjęcia 3,6-metrowego teleskopu ESO i spektrografu HARPS

Kontakt

Paolo Molaro
INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste
Trieste, Italy
E-mail: molaro@oats.inaf.it

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
Tel. kom.: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org

Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych