Буквально уже через полгода, в апреле 2015 г. автоматическая межпланетная станция (АМС) «Down» («Заря» ) достигнет последней цели своего долгого восьмилетнего космического путешествия – карликовой планеты Церера . В мае 2015 г. АМС должна выйти на «обзорную орбиту» вокруг Цереры и начать планомерное детальное исследование поверхности. Несмотря на то, что орбита Цереры пролегает не так уж далеко от Земли – между Марсом и Юпитером в Главном поясе астероидов, до сих пор еще ни один космический аппарат не удостаивал эту таинственную карликовую планету своим вниманием. В настоящее время у нас даже нет хорошей детальной фотографии этого небесного тела. Лучшее, что имеется на сегодняшний день – это фотографии сделанные телескопом им. «Хаббла» в 2003-2004 гг. с разрешением в 30 км/пиксель. Ниже приведены эти фотографии.

Что мы на сегодня знаем об этой маленькой загадочной планетке, которая долгое время имела статус крупнейшего астероида Главного пояса нашей Солнечной системы? Кратко напомним нашим читателям об истории открытия Цереры .

Идея о том, что между орбитами Марса и Юпитера может существовать неоткрытая планета, впервые была предложена Иоганном Элертом Боде в 1772 году. Его соображения основывались на правиле Тициуса - Боде, впервые предложенном в 1766 году немецким астрономом и математиком Иоганном Тициусом, который заявил, что выявил простую степенную закономерность в нарастании радиусов околосолнечных орбит планет. После открытия в 1781 году Уильямом Гершелем Урана, которое соответствовало данному правилу, начались поиски планеты на удалении 2,8 астрономических единиц (а. е.) от Солнца (расстояние между орбитами Марса и Юпитера), приведшие к созданию в 1800 году группы из 24 астрономов, носящей название «Небесная стража». Данная группа, возглавляемая фон Цахом, вела ежедневные круглосуточные наблюдения в несколько самых мощных телескопов того времени. Ими не была обнаружена Церера, однако, было открыто несколько других крупных астероидов.

Церера была открыта вечером 1 января 1801 года итальянским астрономом Джузеппе Пиацци в Палермской астрономической обсерватории, который также был приглашен в группу «Небесная стража», но сделал своё открытие до приглашения. 24 января 1801 года он объявил о своем открытии в письмах двум своим коллегам. В этих письмах он описал этот объект как комету, но тут же пояснил, что «так как её движение является медленным и довольно однородным, мне несколько раз пришло в голову, что это могло бы быть что-то лучше, чем комета» . Однако на протяжении следующих нескольких месяцев это небесное тело никто из астрономов не мог обнаружить. И только 31 декабря 1801 года Франц Ксавер фон Цах совместно с Генрихом Ольберсом однозначно подтвердили обнаружение Цереры.

Первоначально Пьяцци предложил название этому небесному телу - Церера Фердинанда (Ceres Ferdinandea), в честь римской богини земледелия и плодородия Цереры и короля Сицилии Фердинанда III. Однако название «Ferdinandea» было неприемлемо для других стран мира, и поэтому впоследствии было снято. В течение короткого времени в Германии Цереру называли Герой, в Греции же эту планету называли Деметрой, которая является греческим эквивалентом римской богини Цереры. Старым астрономическим символом Цереры является серп, похожий на символ Венеры ♀, но с промежутком в одной из части круга.

Сравнительные размеры Цереры, Луны и Земли

За все эти годы с момента открытия статус Цереры не раз менялся и был предметом некоторых разногласий. Иоганн Элерт Боде считал Цереру «недостающей планетой», которая должна была существовать на промежутке между Марсом и Юпитером, на расстоянии 419 млн. км (2,8 а.е.) от Солнца. Церере был назначен планетарный символ, и в течение полувека она считалась планетой (наряду с 2 Паллада, 3 Юнона и 4 Веста), что было отражено в астрономических таблицах и книгах. Через некоторое время было обнаружено множество других объектов в области между Марсом и Юпитером и стало ясно, что Церера - один из подобных объектов. В 1802 году Уильям Гершель ввёл для таких тел термин «астероид» (подобный звезде). Таким образом, через некоторое время Церера стала первым открытым астероидом.

И уже только историческим решением Международного Астрономического Союза от 24 августа 2006 г., которым Плутон «разжаловали» из планет в карликовые планеты, крупнейший астероид Цереру (1 Ceres), наоборот, «повысили в звании». Однако дискуссии по этому поводу среди астрономов не утихают и ныне. Более крупных объектов в Главном астероидном поясе между орбитами Марса и Юпитера уже, скорее всего, не откроют, следовательно, Церера может навсегда остаться единственным представителем карликовых планет в этой области пространства нашей Солнечной системы.

*****

Как же образовалась карликовая планета Церера – крупнейшее небесное тело Главного пояса астероидов ?

Согласно основной версии ученых Церера считается планетным эмбрионом, остановившимся в своем развитии из-за мощного гравитационного влияния Юпитера, который не позволил Церере набрать необходимое количество вещества, чтобы превратиться в нормальную «полноразмерную» планету. Иными словами, главный виновник карликового размера Цереры – гигант Юпитер, захвативший для себя весь космический строительный материал в окружающем пространстве.

Тем не менее, Церере удалось «вырасти» до почти тысячекилометрового размера, а ее масса составляет примерно четверть от общей массы объектов главного астероидного пояса. Все же следует отметить, что, даже если бы она собрала весь «строительный материал» этого пояса, то все равно была бы в 4-5 раз легче Плутона (не говоря уже о Луне и «больших» планетах).

Существуют и другие более экзотические гипотезы. Например, в середине 2008 г. Уильям Маккиннон из Вашингтонского университета в г. Сент-Луис выдвинул гипотезу сродства двух «странных» объектов Солнечной системы – Цереры и Плутона. Такая гипотеза, в свою очередь, ведет к представлению о некой генетической связи между Церерой и наиболее изученным из объектов пояса Койпера – Плутоном. Что в свою очередь, подразумевает идею о «переносе» Цереры из пояса Койпера в пояс астероидов вследствие действия механизма непонятной природы. Профессор Маккиннон полагает, что это позволило бы объяснить ряд необычных свойств Цереры. Одним из таких свойств является весьма низкая плотность вещества Цереры, позволяющая предположить, что астероид этот на треть состоит из водяного льда.

В настоящее время Церера является пока самым маленьким небесным телом в своей категории: ее экваториальный диаметр равен всего 974 км, полярный диаметр — 910 км. Орбита Цереры лежит между орбитами Марса и Юпитера в поясе астероидов и весьма «планетообразна»: слабоэллиптична (эксцентриситет всего 0,08 ) и имеет умеренный (10,6° ) по сравнению с Плутоном (17°) и Меркурием (7°) наклон к плоскости эклиптики. Среднее расстояние до Солнца 2,77 а. е. (413,9 млн км). Период обращения вокруг Солнца - 4,6 года. Среднее расстояние между Церерой и Землёй ~ 263,8 млн км. Церерианский день составляет 9 часов и 4 минуты.

Диаграмма орбиты Цереры

На этой диаграмме орбита Цереры показана голубым цветом, орбиты планет — белым и серым (затемнены участки орбит, лежащие ниже плоскости эклиптики), оранжевый крест отображает положение Солнца. Диаграмма слева вверху — вид из полюса эклиптики, демонстрирующий Цереру в промежутке между орбитами Марса и Юпитера. Справа вверху с большей детализацией показано положение перигелия (q) и афелия (Q) Цереры и Марса. Хорошо заметно, что перигелий Цереры (как и нескольких других крупнейших объектов главного астероидного пояса) по отношению к марсианскому перигелию расположен по другую сторону от Солнца. Диаграмма внизу показывает наклон орбиты Цереры к плоскостям орбит Марса и Юпитера.

Предполагаемое внутреннее Строение Цереры

Несмотря на небольшую массу, Церера имеет форму, близкую к сферической, а ее недра, возможно, прошли стадию расплавления и дифференциации, то есть ее плотное ядро должно быть отделено от сравнительно тонкой и менее плотной внешней мантии. Если хотя бы четверть объема этой мантии приходится на водяной лед, то по запасам воды Церера не уступает Земле.

Средняя плотность вещества планеты оценивается примерно в 2,1 г/куб.см, что говорит о наличии в ее составе водяного льда. Согласно текущим моделям внутреннего строения Цереры, доля льда и других летучих веществ составляет ~30% , тогда как ~70% приходится на каменные породы. Однако спектры поверхности Цереры показывают явные признаки наличия гидроксида магния и карбонатов, но не водяного льда. По спектральным характеристикам Церера похожа на метеориты типа углистых хондритов, но напоминает также астероиды С-типа: в ее спектрах присутствуют полосы поглощения связанные с гидратами различных минералов и гидроксилами, характерными для некоторых астероидов, но отсутствующими в метеоритах.

Максимальная температура, зафиксированная на поверхности Цереры, достигает 235 ± 4К (-38 ± 4°С), при таких температурах лед быстро сублимирует. Поверхность Цереры сухая и темная, как изрядно подтаявший весенний сугроб. Действительно поверхность планеты отражает лишь 9% падающего света. Согласно одной из гипотез, подповерхностный водяной лед, нагретый солнечным светом, сублимирует, превращаясь в пар, а тот вырывается наружу сквозь трещины в коре. По другой гипотезе источником нагрева и сублимации льда является остаточная внутренняя активность Цереры.

И действительно, совсем недавно в январе 2014 г. космическая обсерватория «Гершель» обнаружила водяной пар вокруг Цереры, и этот пар может исходить из водных струй, похожих на гейзеры Энцелада, луны Сатурна. Или, возможно, это – криовулканизм из гейзеров или ледяного вулкана. Похоже, теперь можно утверждать, что Церера обладает и свойствами кометы. Ученые, занимающиеся обработкой данных, полученных обсерваторией «Гершель», считают, что самое простое объяснение появления водяного пара – это сублимация, когда лед нагревается и сразу переходит в газообразную форму.

Таковы вкратце основные сведения известные нам на сегодняшний день об этой загадочной малой планете, странствующей посреди Главного пояса астероидов.

Конечно, качественно новым этапом в изучении Цереры должна стать миссия аппарата АМС «Dawn» , которая начнется уже весной будущего года.

*****

Несмотря на свои весьма скромные размеры по сравнению с другими «полноценными» планетами, Церера является очень таинственным небесным телом. И, конечно, в первую очередь тайна Цереры связана с древнейшей погибшей планетой Фаэтон – бывшей космической прародиной человечества Земли . В своих письмах от 12.11.1946 г. и от 13.04.1954 г. Е.И.Рерих сообщала следующее.

«Ведь наша Луна и даже наша Земля уже были очевидцами гибели прекрасной населенной планеты, и на месте её и посейчас носятся во множестве обломки её в виде аэролитов. Некоторые обитатели Земли когда-то жили на этой погибшей планете».

«Наше человечество уже раз испытало распадение своего домика, в силу столкновения его с огромным Болидом, и затем пережило страстно тяжкое существование приспособления к другим, менее развитым, планетам».

Напомним нашим читателям, что планете посвящена серия статей размещенных на страницах нашего сайта в рубрике «Размышления о космосе» .

В своем очерке «Луна» Е.И.Рерих также писала, что Главный астероидный пояс нашей Солнечной системы образовался в результате гибели Фаэтона и последующего распада его луны. «Луна древнейшей и погибшей Планеты рассеялась после столкновения планеты с гигантскими болидами. Луна погибшей Планеты была много мощнее и прекраснее нашей Луны и даже Венеры» . («Новая Эпоха», № 1/20,стр.54, 1999 г.)

Это означает, что луна Фаэтона могла быть сопоставима по своим размерам с нашей Венерой. Таким образом, астероидный пояс образовался в результате распада двух значительных по своим размерам планетных тел. Фаэтон погиб и распался в результате столкновения с гигантскими болидами (астероидами), а его луна распалась позже вследствие полного завершения цикла ее эволюции . Конечно, это не означает, что у Фаэтона не могло быть других более мелких спутников. Возможно, некоторые из них расположенные наиболее близко к Фаэтону также подверглись распаду в результате произошедшей катастрофы, а более удаленные могли и сохраниться, изменив затем траектории своего движения.

В связи с этим некоторые исследователи полагают, что Церера могла быть одним из таких сохранившихся малых спутников погибшего Фаэтона. Действительно, ведь Церера, обращаясь вокруг Солнца на среднем удалении в 2,77 а. е., находится практически в самом центре Главного пояса астероидов (2,2 — 3,6 а. е.). Если это так, то Церера должна быть очень древним космическим телом, возраст которого может составлять несколько миллиардов лет.

Интересно, что подобную гипотезу еще в 2006 г. выдвинул юный исследователь Андрей Хлопин. Более подробно об этом талантливом мальчике и его работах мы уже рассказывали в очерке . Суть его гипотезы (третьей по счету) сводится к следующему.

Андрей Хлопин

«Логично предложить третью гипотезу (сценарий) происхождения пояса астероидов предполагающую существование ПЛАНЕТЫ ФАЭТОН, КОТОРАЯ ИМЕЛА СПУТНИКИ в количестве предположительно 6 – 8. Примерно 700 млн. лет назад (космический возраст железных метеоритов) произошло столкновение планеты Фаэтон с крупным объектом, что привело к разрушению планеты и образованию крупных и мелких обломков. Затем, на протяжении миллионов лет и вплоть до наших дней, обломки сталкивались между собой – шел процесс дробления. Происходили столкновения со спутниками планеты Фаэтон. При столкновении с крупными обломками спутники разрушались, пополняя пояс астероидов новыми обломками. Допустимо предположить, что Церера – самый крупный астероид, имеющий диаметр 930 км. и шарообразную форму, один из уцелевших спутников Фаэтона. Столкновения приводили к отклонению траектории многочисленных крупных и мелких обломков, которые, покинув пояс астероидов, подвергли «бомбардировке» планеты и спутники Солнечной системы.

В третью гипотезу логично вписываются результаты исследований химического состава метеоритов, которые свидетельствуют о том, что метеориты не являются продуктом деления одного родительского тела. Третья гипотеза (сценарий) происхождения пояса астероидов проливает свет на невозможность, по орбитам астероидов, определить орбиту (одной) родительской планеты и область ее взрыва. Истинность данной гипотезы смогут подтвердить или опровергнуть дальнейшие исследования пояса астероидов и метеоритов» .

В целом, как мы видим, гипотеза Андрея Хлопина хорошо согласуется с основными утверждениями Эзотерической Космогонии.

Догадок и предположений по поводу происхождения Цереры и ее внутренней структуры множество.

Например, некоторые исследователи не исключают, что Церера представляет собой сохранившиеся после катастрофы внутренние оболочки самого Фаэтона, имевшие изначально сферическую форму.

Другие отмечают, что Церера по своей структуре очень напоминает удаленные от Солнца малые планеты пояса Койпера. И в глубокой древности в результате гравитационного воздействия одной из планет гигантов, Церера могла быть «заброшена» из далекой периферии во внутреннюю часть нашей Солнечной системы.

Конечно, нельзя исключать и более прозаический вариант образования Цереры уже после катастрофы Фаэтона и слияния планетарной системы уже угасшего солнца Юпитер с внутренними планетами в процессе формирования нашей нынешней Солнечной системы.

Напомним читателям, что имеются определенные основания предполагать, что погибшая древнейшая планета Фаэтон принадлежала к системе солнца Юпитер . Об этом мы уже рассказывали в серии очерков .

Итак, мы видим, что маленькая таинственная Церера пока упорно скрывает от нас свое происхождение и возможную связь с погибшим Фаэтоном .

К большому сожалению, ни в письмах Е.И.Рерих, ни в ее космологических и дневниковых записях отсутствует какая-либо информация о роли малых планет в структуре и функционировании нашей Солнечной системы.

Хотелось бы надеяться, что покров тайны Цереры будет хотя бы немного приподнят в случае успешного завершения космической исследовательской миссии АМС «Down» в 2015 – 2016 гг.

Но продолжалась считаться планетой еще несколько десятилетий, а по результатам уточнения понятия «планета» Международным астрономическим союзом 24 августа 2006 года на XXVI Генеральной Ассамблее МАС была отнесена к карликовым планетам. Она была названа в честь древнеримской богини плодородия Цереры.

При диаметре около 950 км, Церера является крупнейшим и наиболее массивным телом в поясе астероидов, по размерам превосходит многие крупные планет-гигантов и содержит почти треть (32 %) общей массы пояса. Она имеет сферическую форму, в отличие от большинства малых тел, имеющих из-за слабой гравитации неправильную форму. Поверхность Цереры, вероятно, представляет собой смесь водяного льда и различных гидратированных веществ, а также карбонатов (доломит, сидерит) и богатых железом глинистых минералов (кронстедтит). Церера, как предполагается, имеет каменное ядро и ледяную мантию, и даже возможно содержит местами океаны жидкой воды под своей поверхностью. Недавно обнаружил водяной пар вокруг карликовой планеты.

С видимый блеск Цереры колеблется от 6,7 до 9,3 звёздной величины. Этого мало для того, чтобы можно было различить её невооруженным глазом. 27 сентября 2007 года НАСА запустило для изучения Весты (2011-2012) и Цереры (2015). 6 марта 2015 года вышел на орбиту Цереры, учёные Земли смогут изучать её в течение 16 месяцев.

Открытие

Идея о том, что между орбитами и может существовать неоткрытая планета, впервые была предложена Иоганном Элертом Боде в 1772 году. Его соображения основывались на правиле Тициуса - Боде, впервые предложенном в 1766 году немецким астрономом и математиком Иоганном Тициусом, который заявил, что выявил простую закономерность в величинах радиусов орбит известных к тому времени планет. После открытия в 1781 году Уильямом Гершелем , которое подтверждало данное правило, начались поиски планеты на удалении 2,8 а. е. от Солнца (расстояние между орбитами Марса и Юпитера), приведшие к созданию в 1800 году группы из 24 астрономов, носящей название «Небесная стража». Данная группа, возглавляемая фон Цахом, вела ежедневные круглосуточные наблюдения в несколько самых мощных телескопов того времени. Ими не была обнаружена Церера, однако, было открыто несколько других крупных астероидов.

Церера была открыта 1 января 1801 года в Палермской астрономической обсерватории итальянским астрономом Джузеппе Пиацци, который также был приглашен в группу «Небесная стража», но сделал своё открытие до приглашения. Он искал «87-ю звезду Каталога Зодиакальных звезд г-на ла Кайля», но нашёл, что «ей предшествовала другая». Таким образом, рядом с искомой звездой он обнаружил другой космический объект, который сначала посчитал . Пьяцци наблюдал Цереру в общей сложности 24 раза (последние наблюдения были 11 февраля 1801 года), пока болезнь не прервала его наблюдения. 24 января 1801 года он объявил о своем открытии в письмах двум своим коллегам: своему соотечественнику Барнабе Ориани (Barnaba Oriani) из Милана и Иоганну Боде из Берлина. В этих письмах он описал этот объект как комету, но тут же пояснил, что «так как её движение является медленным и довольно однородным, мне несколько раз пришло в голову, что это могло бы быть что-то лучше, чем комета». В апреле того же года Пиацци послал наиболее полные свои наблюдения перечисленным выше коллегам и Жерому Лаланду в Париж. Наблюдения были изданы в сентябрьском выпуске журнала «Monatliche Correspondenz» за 1801 год.

К моменту выпуска журнала видимое положение Цереры изменилось (в основном, из-за орбитального движения Земли), и из-за солнечных бликов другие астрономы не смогли подтвердить наблюдения Пиацци. К концу года Цереру вновь можно было наблюдать, но после такого долгого времени было трудно установить её точное положение. Специально для определения орбиты Цереры Карл Фридрих Гаусс в 24 года разработал эффективный метод. Он поставил перед собой задачу найти способ определения элементов орбиты по трём полным наблюдениям (если на три момента времени известны время, прямое восхождение и склонение). Всего за несколько недель он рассчитал путь Цереры и отправил свои результаты фон Цаху. 31 декабря 1801 года Франц Ксавер фон Цах совместно с Генрихом Ольберсом однозначно подтвердили обнаружение Цереры.

Первые наблюдатели Цереры смогли вычислить её размер довольно приблизительно: от 260 км (по расчетам Гершеля в 1802 году) до 2613 км (расчёты Иоганна Шрётера, сделанные в 1811 году).

Наименование

Первоначальное название, которое Пиацци предложил открытому им объекту, - Церера Фердинанда (Ceres Ferdinandea), в честь римской богини земледелия Цереры и короля Сицилии Фердинанда III. Название «Ferdinandea» было неприемлемо для других стран мира, и поэтому впоследствии было убрано. В течение короткого времени в Германии Цереру называли Герой, в Греции же планету называют Деметрой (греч. Δήμητρα), которая является греческим эквивалентом римской богини Цереры. Старым астрономическим символом Цереры является серп ⚳ (Sickle variant symbol of Ceres), похожий на символ ♀, но с разрывом в окружности; позже символ был заменен нумерацией диска ①. Адъективной формой Цереры будет Церерианский. В честь Цереры был назван химический элемент церий, обнаруженный в 1803 году. В том же году ещё один химический элемент был также первоначально назван в честь Цереры, но его первооткрыватель изменил свое название на палладий (в честь открытия второго крупного астероида Паллада), когда наименование получил церий.

Статус

Сравнение Цереры (внизу слева) с Луной (вверху слева) и Землёй

Статус Цереры не раз менялся и был предметом некоторого разногласия. Иоганн Элерт Боде считал Цереру «недостающей планетой», которая должна была существовать в промежутке между Марсом и Юпитером, на расстоянии 419 млн км (2,8 а.е.) от Солнца. Церере был назначен планетарный символ и в течение полувека она считалась планетой (наряду с 2 Паллада, 3 Юнона и 4 Веста), что было запечатлено в астрономических таблицах и книгах.

Через некоторое время были обнаружены другие объекты в области между Марсом и Юпитером и стало ясно, что Церера - один из данных объектов. Уже в 1802 году Уильям Гершель ввёл для таких тел термин «астероид» (подобный звезде), написав:

Они напоминают маленькие звёзды, так как едва отличаются от них, даже если смотреть в очень хорошие телескопы (англ. they resemble small stars so much as hardly to be distinguished from them, even by very good telescopes)

Таким образом, Церера стала первым открытым астероидом.

Дискуссии о и о том, что представляют собой планеты, привели к рассмотрению вопроса о возвращении Церере статуса планеты. Международный астрономический союз предложил определение, что планета - это небесное тело, которое:

а) имеет достаточную массу для того, чтобы под действием сил гравитации поддерживать гидростатическое равновесие и иметь близкую к округлой форму.
б) обращается по орбите вокруг и не является ни звездой, ни спутником планеты.

Данная резолюция сделала бы Цереру пятой планетой по удалённости от Солнца, но не была принята в том виде, и с 24 августа 2006 года вступило в силу альтернативное определение, в котором вводилось дополнительное требование, что термин «планета» означает, что космическое тело, помимо вышеперечисленных характеристик, под воздействием собственной гравитации должно иметь вблизи своей орбиты «пространство, свободное от других тел». По данному определению Церера не попадает под термин «планеты», поскольку она не доминирует на своей орбите, а разделяет её с тысячами других астероидов в поясе астероидов, и составляет лишь около трети от общей массы. Поэтому она теперь классифицируется как карликовая планета.

11 июня 2008 года МАС ввел определение для особой категории карликовых планет - «плутоиды». К этой категории относятся те карликовые планеты, радиус орбиты которых больше радиуса орбиты . Поскольку определить форму и отношение к классу карликовых планет на таком расстоянии довольно трудно, то решили временно относить к ним все объекты, абсолютная звёздная величина которых (блеск с расстояния в 1 а. е.) ярче +1. Из ныне известных карликовых планет лишь Церера не попадает в категорию плутоидов.

В некоторых источниках предполагается, что раз Церере присвоена категория карликовой планеты, то она больше не является астероидом. Например, в новостях на Space.com говорится, что «Паллада, крупнейший астероид, и Церера, карликовая планета, ранее классифицированная как астероид», а Международный астрономический союз при размещении вопросов и ответов заявляет, что «Церера является (или теперь мы можем сказать „являлась“) самым большим астероидом», хотя когда речь заходит о «других астероидах», пересекающих путь Цереры, то подразумевают, что Церера по-прежнему один из астероидов. Центр малых планет отмечает, что у таких космических объектов может быть двойное обозначение. В действительности, решением МАС 2006 года, которое классифицировало Цереру как карликовую планету, не было уточнено, является или не является она теперь астероидом, поскольку МАС никогда не давал определения слову «астероид», предпочитая до 2006 года использовать термин «малая планета», а после 2006 года - термины и «карликовая планета». Кеннет Лэнг (2011) прокомментировал, что «МАС дал новое обозначение Церере, классифицируя её как карликовую планету. По [его] определению, и Плутон, также как и самый большой астероид, 1 Церера, являются карликовыми планетами», а в другом месте описывает Цереру, как «карликовая планета-астероид 1 Церера». НАСА, как и большинство различных академических учебников, говоря о Церере, также продолжает упоминать о том, что она является астероидом, заявляя, например, что «Dawn выйдет на орбиту двух крупнейших астероидов в главном поясе».

Орбита

Расположение орбиты Цереры

Орбита Цереры лежит между орбитами Марса и Юпитера в поясе астероидов и весьма «планетообразна»: слабоэллиптична (эксцентриситет 0,08) и имеет умеренный (10,6°) по сравнению с Плутоном (17°) и (7°) наклон к плоскости эклиптики. Большая полуось орбиты составляет 2,76 а. е., расстояния в перигелии и афелии - 2,54, 2,98 а. е. соответственно. Период обращения вокруг Солнца - 4,6 года. Среднее расстояние до Солнца 2,77 а. е. (413,9 млн км). Среднее расстояние между Церерой и Землёй ~ 263,8 млн км. Церерианские сутки длятся приблизительно 9 часов и 4 минуты.

В прошлом Церера, вероятно, принадлежала к семейству астероидов. Астероиды одной группы, как правило, имеют одинаковые орбитальные характеристики, что указывает на их общее происхождение. При помощи спектрального анализа Цереры обнаружились отличия от других членов группы в поясе астероидов и потому сейчас это семейство называют Семейство Гефьён, по имени астероида с наименьшим порядковым номером (1272) Гефьён. Церера, по-видимому, с данным семейством астероидов имеет лишь общую орбиту, а не общее происхождение.

Орбита Цереры

На изображении представлена орбита Цереры (выделена синим цветом) и орбиты некоторых других планет (выделены белым и серым цветом). Более тёмным цветом выделена область орбиты ниже эклиптики, а оранжевым плюсом по центру обозначено Солнце. На диаграмме сверху слева показано расположение орбиты Цереры между орбитами Марса и Юпитера. На диаграмме сверху справа видно расположение перигелия (q) и афелия (Q) Цереры и Марса. Перигелий Марса находится на противоположной стороне от Солнца по сравнению с перигелием Цереры и перигелиями нескольких из больших астероидов, таких как 2 Паллада и 10 Гигея. На нижней диаграмме показан наклон орбиты Цереры относительно орбит Марса и Юпитера.

В 2011 году сотрудники Парижской обсерватории, после компьютерного моделирования с учётом поведения 8 планет Солнечной системы, а также Плутона, Цереры, Паллады, Весты, Ириды и Бамберги, обнаружили у Цереры и Весты нестабильность орбит и возможность их столкновения с вероятностью 0,2% в течение одного миллиарда лет.

Вековые возмущения Цереры от влиятельных планет (в Юлианский год).
Наименование планеты Масса δe δi δθ δω δε δχ δα
1:(8×10 6) −0,000018 +0,000044 −0,000241 +0,000484 +0,071482 +0,000488 +3×10 −7
1:(41×10 4) −0,000025 +0,000227 −0,027558 +0,037903 +1,446688 +0,038375 +3×10 −6
1:329390 −0,000536 +0,000011 −0,106807 +0,092360 +1,887510 +0,094189 −4×10 −7
1:(3085×10 3) +0,000069 +0,000359 −0,039992 +0,064190 +0,239440 +0,064875 +4×10 −7
1:(1047,35) −0,6752 −0,5772 −52,184 +55,909 −56,053 +56,802 −2×10 −4
1:(3501,6) −0,022 −0,041 −1,411 +1,290 −2,125 +1,314 −1×10 −4
1:22650 +0,00025 +0,000002 −0,02712 +0,02327 −0,03735 +0,02373 +3×10 −5
1:19350 +0,000013 −0,000229 −0,007816 +0,007691 −0,011239 +0,007825 −1×10 −5

Жак Ласкар (Jacques Laskar) в журнале «Astronomy & Astrophysics» пишет, что «возможно столкновение Цереры и Весты, с вероятностью 0,2 % на миллиард лет» и что «даже если космические миссии позволят провести очень точные измерения положений Цереры и Весты, их движения будут непредсказуемы уже через 400 тысяч лет». Данное исследование значительно снижает возможность прогнозирования изменения земной орбиты.

Наблюдение планет с Цереры

При наблюдении с Цереры Меркурий, Венера, Земля и Марс являются внутренними планетами и могут проходить по диску Солнца. Наиболее распространён астрономический транзит Меркурия, который обычно происходит раз в несколько лет (последний раз мог наблюдаться в 2006 и 2010 годах). Для Венеры даты прохождения соответствуют 1953 и 2051 году, для Земли - 1814 и 2081 году, а для Марса - 767 и 2684.

Хотя Церера находится внутри пояса астероидов, вероятность увидеть хотя бы один астероид невооружённым глазом невелика. Лишь несколько наиболее крупных из них время от времени появляются на небе Цереры в виде слабых звёзд. Мелкие же астероиды можно увидеть только во время крайне редких тесных сближений.

Физические характеристики

Размеры Цереры по сравнению с некоторыми спутниками планет.

Церера - самый крупный известный объект в поясе астероидов, располагающемся в пространстве между Марсом и Юпитером. Её масса была определена на основе анализа влияния на меньшие астероиды. Полученные результаты у разных исследователей немного отличаются. Принимая во внимание три наиболее точных значения, измеренных к 2008 году, считается, что масса Цереры равна 9,4·10 20 кг, что составляет почти треть всей массы пояса астероидов (3.0 ± 0.2·10 21 кг), но в то же время более чем в 6000 раз уступает массе Земли и составляет около 1,3 % от массы Луны. Значительность массы Цереры привела к тому, что под действием собственной гравитации это небесное тело, как и многие другие планетоиды, приобрело форму, близкую к сферической, с размерами 975×909 км. Этим Церера отличается от других крупных астероидов, таких как 2 Паллада, 3 Юнона и 10 Гигея, у которых, как известно, форма не сферическая. Площадь поверхности Цереры - 2 849 631 км²; это больше площади Красноярского края, но меньше площади Якутии и чуть больше площади Аргентины.

Строение Цереры

Строение Цереры: 1 - тонкий слой реголита; 2 - ледяная мантия; 3 - каменное ядро

В отличие от большинства астероидов, на Церере после приобретения сферической формы началась гравитационная дифференциация внутренней структуры - более тяжёлые породы переместились в центральную часть, более лёгкие сформировали поверхностный слой. Таким образом сформировалось каменное ядро и криомантия из водяного льда. Судя по низкой плотности Цереры, толщина её мантии достигает 100 километров (23-28 % массы Цереры; 50 % от её объёма), и кроме того она содержит значительное количество льда, который занимает 200 миллионов кубических километров, что превосходит количество пресной воды на Земле. Эти данные подтверждаются наблюдениями, сделанными Кек в 2002 году и эволюционным моделированием. Кроме того, некоторые характеристики поверхности и геологической истории (например, большое расстояние Цереры от Солнца, благодаря чему солнечное излучение ослаблено настолько, чтобы позволить некоторым компонентам с низкой температурой замерзания сохраниться в её составе в процессе формирования), указывают на наличие летучих веществ в недрах Цереры.

На начальном этапе существования ядро Цереры могло разогреваться за счёт радиоактивного распада и, возможно, какая-то часть ледяной мантии находилась в жидком состоянии. По всей видимости, значительная часть поверхности и сейчас покрыта льдом или некой разновидностью ледяного реголита. По аналогии с ледяными спутниками Юпитера и Сатурна можно предположить, что под действием УФ излучения Солнца часть воды диссоциирует и образует сверхразреженную «атмосферу» Цереры. Также остаётся открытым вопрос о наличии на Церере сейчас или в прошлом криовулканизма.

Спутников у Цереры не обнаружено. По крайней мере пока, наблюдения исключают существование спутников размерами более 10-20 км.

Поверхность

Яркое пятно на снимках Цереры, сделанных космическим телескопом «Хаббл» в 2003-2004 гг. с разрешением 30 км/пиксель

На земном небосклоне Церера предстаёт слабой звёздочкой всего лишь 7-й величины. Видимый диск Цереры очень мал, поэтому первые подробности удалось разглядеть только в конце XX века с помощью орбитального телескопа «Хаббл». На поверхности Цереры различимы несколько светлых и тёмных структур, предположительно кратеров. По слежению за ними удалось точно установить период вращения Цереры (9,07 часа) и наклон оси вращения к плоскости орбиты (менее 4°). Самая яркая структура в честь первооткрывателя Цереры получила условное название «Пьяцци». Возможно, это кратер, обнаживший ледяную мантию или даже криовулкан. Наблюдения в ИК диапазоне показали, что средняя температура поверхности составляет 167 К (−106 °C), в перигелии она может достигать 240 К (−33 °C). Радиотелескопом в Аресибо несколько раз проводилось исследование Цереры в диапазоне радиоволн. По характеру отражения радиоволн было установлено, что поверхность Цереры довольно гладкая, видимо, за счёт высокой эластичности ледяной мантии.

В 2014 году Международный астрономический союз одобрил две темы для наименования деталей поверхности Цереры: имена богов/богинь земледелия и растительности - для кратеров и названия земледельческих праздников для прочих деталей.

13 июля 2015 года присвоены первые 17 названий кратерам Цереры. Кратер, в котором находится известное яркое пятно, получил название Оккатор (Occator) по имени древнеримского божества боронования.

Дальнейшие исследования

Наиболее яркое пятно на Церере, запечатленное станцией «Dawn»с расстояния в 46 000 км 19 февраля 2015 года. Оказалось, что это пятно состоит из двух частей, находящихся в кратере Оккатор

До 2015 года единственным способом изучения Цереры оставались телескопические наблюдения. Регулярно проводились кампании по наблюдению покрытий звёзд Церерой, по возмущениям в движении соседних астероидов и Марса уточнялась её масса.

В январе 2014 года было сообщено об обнаружении сгустков водяного пара вокруг Цереры с помощью инфракрасного телескопа «Гершель». Таким образом, Церера стала четвёртым телом Солнечной системы, на котором зафиксирована водная активность (после Земли, Энцелада и, возможно, Европы).

20 апреля 2014 года сделал первые в истории снимки астероидов (Церера и Веста) с поверхности Марса.

Качественно новым этапом в изучении Цереры стала миссия АМС “Dawn” (NASA), запущенной 27 сентября 2007 года. В 2011 году «Dawn» вышел на орбиту вокруг Весты, и после года на её орбите отправился к Церере. 13 января 2015 года «Dawn» сделал первые подробные снимки поверхности Цереры. 8 февраля он находился уже в 118 000 км от Цереры, приближаясь к ней со скоростью 360 км/ч.

Группа ярких пятен внутри кратера Оккатор на детальном снимке, полученном станцией «Dawn» в августе 2015 г. На более ранних снимках низкого разрешения они сливаются в одно крупное пятно

6 марта 2015 года аппарат вышел на орбиту вокруг Цереры, откуда должен проводить исследования в течение 16 месяцев.
10 апреля 2015 года АМС “Dawn” сделал серию снимков поверхности планеты в районе северного полюса. Они выполнены с расстояния 33 тысячи километров.
16 мая 2015 года автоматическая межпланетная станция Dawn получила самое качественное на сегодняшний день изображение таинственных белых пятен на поверхности карликовой планеты Церера.

Данные “Dawn” позволили уточнить в сторону уменьшения массу и размер Цереры. Экваториальный диаметр Цереры составляет 963 км, полярный диаметр - 891 км. Масса Цереры составляет 9,39·10 20 кг.

Названия 17 кратеров на карте высот поверхности Цереры (красные тона - высокие участки, синие - низкие)

Китайское национальное космическое управление планирует доставить в 2020-х годах образцы грунта с Цереры.

Иллюстрация Цереры, основанная на наблюдениях космического корабля “Dawn” (НАСА). Авторы и права: SO / L.Calçada / NASA / JPL-Caltech / UCLA / MPS / DLR / IDA / Steve Albers / N. Risinger.

Церера – это карликовая планета, единственная, находящаяся во внутренней части Солнечной системы; остальные лежат около внешних границ, в поясе Койпера. Хотя это самая маленькая из известных карликовых планет, она самая большая в поясе астероидов.

В отличие от других каменистых тел в поясе астероидов, Церера является сплюснутым сфероидом, с выпуклостью вдоль экватора. Недавнее прибытие зонда “Dawn” к объекту, раскрыло нам некоторые из её секретов, однако многие по-прежнему остаются неразгаданными.

В 2015 году космический аппарат “Dawn” (НАСА) после посещения астероида Веста отправился к Церере – ледяному миру, который много лет озадачивал учёных. В то время как большинство астероидов состоят из камня, на поверхности Цереры имеется лёд.

Большая часть поверхности Цереры тускло-серая, однако астрономы давно замечали там яркие пятна. Спектральные наблюдения этого объекта показали наличие там графита, известного как графитированный углерод.

Когда “Dawn” приблизился к Церере, яркие пятна на её поверхности стали более чёткими. Наблюдая за Церерой, исследователи обнаружили 130 похожих пятен различной яркости. Самый яркий регион расположен в ударном кратере Оккатор шириной 90 километров (56 миль).

Церера может казаться сухой и серой, но в прошлом у неё, имелся подповерхностный океан, который вероятно сохранился до наших дней.

Церера состоит из тонкого внешнего слоя, ледяного слоя и каменного ядра. Авторы и права: NASA / ESA / STScI.

Церера имеет плотность 2,09 грамма на кубический сантиметр, и ведущие учёные считают, что около четверти её веса составляет вода. Таким образом карликовая планета содержит больше пресной воды, чем Земля. Для сравнения, плотность нашей планеты равна 5,52 грамма на кубический сантиметр.

В 2014 году Космическая обсерватория Гершель Европейского космического агентства обнаружила выбросы водяного пара на поверхности карликовой планеты со скоростью 6 килограммов (13 фунтов) в секунду.

“Это первое свидетельство наличия воды на Церере и в поясе астероидов в целом”, сказал Майкл Кюпперс (Michael Küppers).

Но не вся вода скрыта под поверхностью. “Dawn” обнаружил увеличивающиеся пятна льда и минералов на поверхности крошечного мира.

“Dawn” также обнаружил органически богатые области на поверхности объекта и определил, что они, скорее всего, являются родными для карликовой планеты. Данные космического корабля показывают, что органические материалы, скорее всего, были доставлены на поверхность изнутри карликовой планеты.

“На Церере были обнаружены доказательства наличия гидратированных минералов, аммиака, водяного льда, карбонатов, солей, а теперь и органических материалов”, сказал доктор Симоне Марчи (Simone Marchi).

В конце 18 века астрономы математическими методами предсказывали наличие между Марсом и Юпитером ещё одной планеты. 1 января 1801 года сицилийский астроном Джузеппе Пьяцци (Giuseppe Piazzi) обнаружил крупный объект и называл его Церерой в честь римской богини.

В течение десятилетия в этом регионе были обнаружены ещё четыре новых объекта, и все они также считались планетами. Однако спустя 50 лет, когда было обнаружено множество более мелких тел, статус Цереры был понижен до астероида.

В 2006 году Церере был присвоен статус карликовой планеты; она не достигла планетарного статуса, поскольку она не смогла очистить свою орбиту от мелких космических объектов.

Самый большой объект в поясе астероидов Церера, составляет почти треть его массы. Несмотря на это, она остается самой маленькой известной карликовой планетой, всего лишь 950 километров (590 миль) в диаметре. День на Церере длится немногим более 9 часов, а год равен семи земным.

Некоторые учёные предполагают, что Церера может стать хорошим местом для пилотируемых посадок и отправной точкой для пилотируемых космических полётов.

Церера содержит значительное количество льда. Это может означать, что подобные миры в ранней Солнечной системе могли быть ответственны за доставку воды на Землю.

В современных моделях Солнечной системы любая вода на поверхности Земли, испарялась бы при столкновении с протопланетой, после которого сформировалась наша Луна. Долгое время учёные думали, что доставить воду на Землю, могли бы кометы. Однако исследователи, изучающие кометы, отмечают, что ледяные породы на кометах не содержат подходящего типа воды. Новые исследования показали, что всего несколько таких тел, как Церера, столкнувшись с Землёй, могли бы объяснить, откуда взялась вода на нашей планете.

На данный момент относительно мало исследованный объект Солнечной система небольшая карликовая планета Церера, по каталогу «Центра малых планет» 1 Ceres. Обнаружена планета довольно давно в 1801 году итальянцем Джузеппе Пиацци, её орбита находится в поясе астероидов между Марсом и Юпитером, к слову это самый крупный объект находящийся в поясе.

Как Цереру признали карликовой планетой

После обнаружения Церера до 1802 года официально считалась обычной планетой, позже её квалифицировали как астероид и таковым она являлась аж по 2006 год. Однако после изменения определения планеты, согласно которому данным объектом является любое небесное тело вращающееся вокруг звезды, по орбите, имеющее достаточную массу для образования округлой формы, но не достаточную для образования звезды, обладающее необходимой силой гравитации для очистки орбиты от планетезималей.

Джузеппе Пиацци 16.07.1746-22.07.1826 годы жизни.

Физические характеристики Цереры

  • Масса карликовой планеты на 2008 год, дата последних измерений, 9,4·10 20 кг.
  • Форма Цереры как и у всех планет имеет немного овальную форму 975×909 км, это отклонение характерно из-за вращения любой планеты вокруг своей оси.
  • Площадь планеты изобилует забавными сравнениями с странами Земли. Например, почти равнна площади Аргентины и составляет 2 849 631 км².

Строение карликовой планеты

Строение Цереры похоже на земное, но состоит из разных веществ. Как и у Земли у этой малой планеты есть вулканы, а значит под тонкой корой присутствует мантий, но содержит она большое количество льда. А на поверхности планеты видны не вулканы, а криовулканы, на данный момент не активны, что не говорит об отсутствие активности в недрах планеты. Толщина мантии около 100 км. По мантией находится твердое каменное ядро.


1. Кора___2. Мантия___3. Каменное ядро.

Кора имеет тонкий слой, состоящий из легких пористых пород. Вода в форме льда сосредоточена в кратерах и на полюсах планеты.

Интересные факты о карликовой планете Церера

  1. Около северного полюсу ученые обнаружили многочисленные скопления органического вещества, своеобразные оазисы.
  2. Строение Цереры схоже с спутником Сатурна Реей. Исходя из этого можно предположить, что под воздействием ультрафиолетового излучения часть воды высвобождается из ледяных оков и образует разряженную атмосферу, возможно с содержанием кислорода.
  3. Воды в твердом состоянии на Церере больше чем пресной воды на планете Земля.
  4. Масса карликовой планеты составляет почти треть от всей массы пояса астероидов. Церера считается самым крупным известным объектом этого пояса.
Анимация движения Цереры

Карликовая планета Церера - планета астероидного типа. Церера была открыта вечером 1 января 1801 года итальянским астрономом Джузеппе Пьяцци. Это самое массивное небесное тело пояса астероидов и по размерам превосходит многие крупные спутники планет-гигантов. Длительное время Церера рассматривалась как полноценная планета , впоследствии она была классифицирована как астероид, а по результатам уточнения понятия планета Международным астрономическим союзом 24 августа 2006 года на XXVI Генеральной Ассамблее МАС была отнесена к карликовым планетам. Орбита Цереры лежит между орбитами Марса и и весьма «планетообразна»: слабоэллиптична и имеет умеренный наклон к плоскости эклиптики равный 10°. Период обращения вокруг Солнца - 4,6 года. Карликовая планета Церера имеет форму сфероида размерами 975х909 км. Её масса равна 9,5х1020 кг, что составляет почти треть всей массы пояса астероидов, но в то же время более чем в 6000 раз уступает массе . Значительная масса Цереры привела к тому, что под действием собственной гравитации это небесное тело, как и многие другие планетоиды, приобрело форму, близкую к сферической.

Однако, на этом её эволюция не закончилась и, в отличие от большинства астероидов, на Церере началась дифференциация внутренней структуры - более тяжёлые породы опускались к центру, более лёгкие поднимались к поверхности. Таким образом сформировалось каменное ядро и мантия из водяного льда. Судя по низкой плотности Цереры, она содержит значительное количество льда, до 20-30% по массе, что эквивалентно ледяной мантии толщиной 60-100 км. На начальном этапе существования ядро Цереры могло разогреваться за счёт радиоактивного распада и, возможно, какая-то часть ледяной мантии находилась в жидком состоянии. По всей видимости, значительная часть поверхности и сейчас покрыта льдом или некой разновидностью ледяного реголита. По аналогии с ледяными спутниками Юпитера и можно предположить, что под действием УФ излучения Солнца часть воды диссоциирует и образует сверхразреженную «атмосферу» Цереры. Также остаётся открытым вопрос о наличии на Церере сейчас или в прошлом криовулканизма.

О внешнем облике Цереры известно не так уж и много. На земном небосклоне она предстаёт слабой звёздочкой всего лишь 7-й величины. Видимый диск Цереры очень мал, поэтому первые подробности удалось разглядеть только в конце XX века с помощью орбитального телескопа «Хаббл». На поверхности карликовая планета Церера имеет несколько светлых и тёмных структур, предположительно кратеров. По слежению за ними удалось точно установить период вращения Цереры (9,07 часа) и наклон оси вращения к плоскости орбиты (менее 4°). Самая яркая структура (см. рисунок справа) в честь первооткрывателя планеты Цереры получила название «Пьяцци». Возможно, это кратер, обнаживший ледяную мантию или даже криовулкан. Наблюдения в ИК диапазоне показали, что средняя температура поверхности составляет 167 К, в перигелии она может достигать 240 К (-33 °C). Радиотелескопом в Аресибо несколько раз проводилось исследование Цереры в диапазоне радиоволн. По характеру отражения радиоволн было установлено, что поверхность Цереры довольно гладкая, видимо, за счёт высокой эластичности ледяной мантии. Спутников у Цереры не обнаружено. По крайней мере пока, наблюдения «Хаббла» исключают существование сателлитов размерами более 10-20 км.

В настоящее время единственным способом изучения Цереры остаются телескопические наблюдения. Регулярно проводятся кампании по наблюдению покрытий звёзд Церерой, по возмущениям в движении соседних астероидов и