Есть ли вода на Весте?
По мнению ученых - участников миссии «Рассвет» (Dawn), достигшей пояса астероидов, под поверхностью маленьких планет может существовать замерзшая вода.
Примерно половина планеты Веста настолько холодная и получает так мало солнечного света, что, возможно, под ее поверхностью «выжила» в течение миллиардов лет замерзшая вода. Как считают Тимоти Стаббс и Йонгли Ван из Университета Мэриленда (США), около северного и южного полюсов Весты есть условия, которые могут быть благоприятны для сохранения под поверхностью планеты замерзшего льда в течение миллиардов лет. Эти ученые – авторы климатической модели Весты, основанной на наблюдениях Космического телескопа Хаббла и наземных обсерваторий.
Веста, второй по массе объект в поясе астероидов между Марсом и Юпитером, вероятно, не имеет никаких надолго затененных кратеров, где вода могла остаться замороженной в почве, в том числе, в кратере диаметром 480 км около Южного полюса. Астероид Веста – не лучший кандидат на постоянное затенение, потому что наклон его оси составляет примерно 27о (больше, чем наклон Земли – 23о). Напротив, Луна, у которой действительно есть надолго затененные кратеры, наклонена только на 1,5о. В результате большого наклона оси у Весты есть сезоны, и любая часть ее поверхности, скорей всего, видит Солнце в некоторый момент времени в течение года Весты.
Тем не менее, присутствие или отсутствие замерзшей воды на этой малой планете может рассказать ученым о ее формировании и развитии, взаимодействии с космическим пространством и истории бомбардировки кометами и метеоритами. Поскольку подобные процессы характерны для многих других планетарных тел, включая Луну, Меркурий и другие космические тела, эти знания имеют большое значение для нашего понимания Солнечной системы в целом и дальнейшего ее исследования.
Хотя температуры на Весте колеблются в течение года, модель предсказывает, что среднегодовая температура около северных и южных полюсов Весты меньше, чем -128оС (145 К). По мнению ученых, это критическая температура, ниже которой кусочки льда в состоянии «выжить» в почве на глубине нескольких метров (почва на Весте – обломочно-пылевой слой реголита – лунный грунт). Около экватора Весты среднегодовая температура достигает -123оС (150 К). И она достаточно высока, чтобы вода осталась в пределах нескольких метров от поверхности. Эта полоса «теплых» температур простирается от экватора на широту до 27 градусов на север и юг. «В среднем на полюсах Весты холоднее, чем около экватора, в этом смысле, они – хорошие места, чтобы там оставался лед, – говорит Стаббс. – Но они освещены Солнцем в течение довольно долгих промежутков времени летом, что тоже плохо для удержания льда. Если замерзшая вода существует в этих районах, то она может сохраняться ниже относительно глубокого слоя сухого реголита».
Согласно предположению, на дне некоторых кратеров (около 10 км в диаметре) может быть достаточно холодно (около 100 К) для существования замерзшей воды в течение большой части года Весты (приблизительно 3,6 земных года). Но в течение лета туда может проникнуть достаточно солнечного света, чтобы вода покинула поверхность планеты или переместилась в какое-либо другое место.
До сих пор земные наблюдения показывали, что поверхность Весты довольно сухая. Однако сейчас космический зонд «Рассвет» получает информацию с Весты с намного более близкого расстояния. «Рассвету» еще предстоит изучить Цереру, к которой он приблизится через несколько лет. В задачу миссии входит исследование роли воды в развитии планет – остатков протопланетного облака, рост которых был прерван, когда сформировался Юпитер.
«Рассвет» ищет воду с помощью гамма-лучевого и нейтронного детектора (спектрометр GRaND), который может идентифицировать высокое содержание водорода, связанное с присутствием воды. Космический зонд недавно вышел на низкую орбиту, что способствует наиболее полному сбору информации об астероиде. Через несколько месяцев ученые надеются получить новые данные, проливающие свет на ранние процессы формирования Солнечной системы. «Если мы сможем обнаружить доказательства существования воды под поверхностью Весты, следующий вопрос будет – это очень старый или очень молодой лед», – говорит Люси МакФадден, участница исследований миссии «Рассвет». «Космический зонд дает исследователям редкую возможность наблюдать Весту в течение длительного периода времени, эквивалента приблизительно одного сезона на Весте, – добавляет Стаббс. – Хотелось бы надеяться, что в скором времени мы узнаем, видит ли спектрометр GRaND доказательства существования льда в реголите Весты».
Международные партнеры NASA в команде миссии – Немецкий космический центр, Институт исследования Солнечной системы Макса Планка, итальянское Космическое агентство и Национальный астрофизический институт.
На снимках: 1) изображение Южного полюса Весты, полученное космическим зондом «Рассвет»; 2) карта распределения среднегодовой температуры на поверхности Весты, экваториальная зона, видимо, слишком теплая, чтобы содержать под поверхностью воду, полярные области, напротив, достаточно холодные, чтобы сохранять лед в течение миллиардов лет; 3) часть кратера в тени (северное полушарие малой планеты) – один из первых снимков, полученных «Рассветом» на низкой орбите.
Фото с сайта NASA.
17 февраля 2012
