Ceres: voda, kam se podíváš

Na první letmý pohled trpasličí planeta Ceres, největší těleso v hlavním pásu planetek, nevypadá jako ledové těleso. Fotografie pořízené kosmickou sondou NASA s názvem Dawn odhalily tmavý, velmi kráterovaný svět, jehož nejjasnější oblasti jsou tvořeny solemi s vysokou odrazivostí – nikoliv vodním ledem. Avšak v nově publikované studii vědci zveřejnili důkazy pro přítomnost ledu na povrchu nebo blízko pod povrchem trpasličí planety Ceres. Objev astronomové publikovali na setkání Americké geofyzikální společnosti v San Franciscu v roce 2016.

„Tyto studie podporují představu, že vodní led se oddělil od horniny v rané fázi vývoje planetky Ceres, kdy se vytvořila vrstva kůry bohatá na led, který zůstal v blízkosti povrchu po celou dobu historie Sluneční soustavy,“ říká Carol Raymond, zástupce hlavního vědeckého pracovníka mise Dawn, NASA, Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornie.

Přítomnost vodního ledu na jiných planetárních tělesech je důležitá, protože to je nezbytná ingredience pro výskyt života v podobě, v jaké jej známe na Zemi. „Na základě objevu těles, která byla na vodní led bohatá v dávné minulosti, můžeme dospět k předpokladu, kde mohl život existovat v raném období vývoje Sluneční soustavy,“ říká Carol Raymond.

Nejsvrchnější vrstvy povrchu trpasličí planety Ceres jsou bohaté na vodík ve vysokých koncentracích od středních až po vysoké šířky od rovníku planetky – v souladu s rozšířeným výskytem vodního ledu. Vyplývá to z nové studie publikované v časopise Science.

„Led na povrchu planetky Ceres není lokalizován jen v několika kráterech. Je všudypřítomný, nachází se v blízkosti povrchu, především v oblastech vzdálenějších od rovníku,“ říká Thomas Prettyman, hlavní vědecký pracovník pro přístroj GRaND (Gamma Ray and Neutron Detector) na palubě kosmické sondy Dawn, se sídlem v Planetary Science Institute, Tucson, Arizona.

Výzkumníci použili přístroj GRaND k určení koncentrací vodíku, železa a draslíku v nejsvrchnější vrstvě horniny hluboké asi jeden metr. Přístroj GRaND měřil počet a energii záření gama a neutronů vyzařovaných z povrchu trpasličí planety Ceres. Neutrony jsou produkovány v případě, že galaktické kosmické záření interaguje s povrchem planetky Ceres. Některé neutrony jsou absorbovány v povrchové vrstvě horniny, zatímco jiné unikají do okolního vesmíru. Protože vodík zpomaluje neutrony, je zde souvislost s menším počtem unikajících neutronů. Vodík může být na asteroidu Ceres pravděpodobně v podobě zmrzlé vody, která je tvořena dvěma atomy vodíku a jedním atomem kyslíku.

Je pravděpodobné, že spíše než o vrstvu pevného ledu se jedná o porézní směs kamenitého materiálu, ve kterém led zaplňuje póry, zjistili vědci. Data z přístroje GRaND ukazují, že směs obsahuje přibližně 10 % (váhových) ledu.

„Tyto závěry potvrzují předpověď vyslovenou před třemi desetiletími, že led může přetrvávat miliardy roků právě pod povrchem trpasličí planety Ceres,“ říká Thomas Prettyman. „Tento důkaz podporuje argumenty pro přítomnost vodního ledu v podpovrchové vrstvě i na dalších tělesech hlavního pásu planetek.“

Ze zhotovených map povrchu planetky Ceres vyplývá, že se v povrchové vrstvě do hloubky kolem jednoho metru nachází zhruba 100× více vodíku, než bylo zjištěno při předcházejících měřeních u asteroidu Vesta. Na povrchu asteroidu Ceres (průměr 940 kilometrů) je přítomnost vodíku (a tedy nepřímo i vodního ledu) velmi stejnorodá s dramatickým navýšením směrem k pólům (viz obrázek v úvodu článku). Severní pól leží uprostřed modré oblasti, kde je vodního ledu nejvíce. Podle současných představ se uvnitř trpasličí planety Ceres nachází silikátové jádro, které je obaleno vrstvami s vysokým obsahem vodního ledu. Nejsvrchnější část tělesa tvoří tenká kůra obsahující prach a vodní led.

Proč nemá ledový povrch Ceres světlou barvu a místo toho je velmi tmavý a odráží pouze 9 % dopadajícího slunečního světla? Ceres pravděpodobně obsahuje velké množství nejrůznějších hornin bohatých na uhlík, nacházejících se v primitivních meteoritech, tzv. uhlíkatých chondritech. Ty v průběhu času nespočetněkrát dopadly na povrch asteroidu Ceres, což vedlo ke vzniku výtrysků drobného materiálu, který se rozprostřel po okolním povrchu. Jedná se o směs uhlíkem naplněného prachu a vodního ledu.

Zdroj: http://phys.org/news/2016-12-ice-hidden-shadowy-craters-dwarf.html a http://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/ice-is-everywhere-on-ceres/

autor: František Martinek