Легенды астероидного пояса: К Церере через Весту
Некогда обширный газово-пылевой диск, вращавшийся вокруг Солнца, понемногу разделялся и сжимался во все более плотные объекты, образуя планеты. Но как это происходило в деталях? Закономерно ли было появление того набора планет, которые мы наблюдаем сегодня, — прежде всего, появление одной, небольшой голубой планеты, условия на которой так прекрасно подходят для возникновения жизни?
Для астрономов астероиды — целая кладовая бесценной информации о далеком прошлом Солнечной системы — и для ответа на эти вопросы NASA запланировала миссию Dawn («Заря»). Отправившись в космос в июле этого года, аппарат должен посетить два крупных объекта в Астероидном поясе — Цереру и Весту — и впервые изучить их с близкого расстояния.
Первую «остановку» миссия Dawn совершит на Весте. Современные наблюдения этого астероида говорят о том, что на заре своего существования Веста была частично расплавлена, и тяжелые элементы (в частности, железо) осели ближе к ее центру, образовав плотное ядро и более легкую кору. Это само по себе представляет интересную загадку: плавление требует какого-нибудь источника тепла, например, от гравитационных сил, которые стягивают окрестную пыль и газ в формирующийся астероид. Но Веста чересчур мала (около 530 км в поперечнике), чтобы гравитационные взаимодействия могли оказать такое влияние.
Объяснить странность Весты может сверхновая, или даже пара сверхновых. Некоторые астрономы считают, что в начале своего существования Веста была богата изотопами алюминия-26 и железа-60, возникшими в недрах одной или более сверхновых, взрыв которых прогремел примерно в годы формирования Солнечной системы. Эти радиоактивные изотопы, распадаясь, и создали необходимое тепло, разогревшее Весту до плавления. Влияние сверхновой могло бы оказаться значимым и для формирования крупных планет.
«Даже в школе сегодня проходят, что по мере образования Земли планета раскалялась, плавилась, и железо оседало ближе к ядру, а более легкий кремний плавал на поверхности, постепенно остывая и формируя кору, — рассказывает астрофизик Кристофер Расселл (Chris Russell). — В этом случае мелкие планетоиды, которые, сливаясь, образовывали Землю, необходимо считать аморфными, не обладающими собственной геологической структурой с ядром и корой. Если же эти объекты были подобны Весте, с ее уже готовым железным ядром, то наши представления о росте Земли следует значительно скорректировать».
По плану, аппарат миссии Dawn достигнет орбиты Весты в октябре 2011 г. Детальная съемка ее поверхности даст новые данные о прошлом астероида, а бортовые спектрометры помогут установить его минеральный и химический состав. Будут собраны сведения для картографирования гравитационного поля Весты, что должно окончательно подтвердить (или опровергнуть) наличие у нее тяжелого железного ядра.
Проведя у Весты около 7 месяцев, Dawn должен совершить небывалый маневр: покинуть орбиту одного удаленного небесного тела и направиться к следующему, к Церере. Это было бы практически невозможным, если б аппарат использовал традиционное ракетное топливо — для транспортировки нужного его количества потребовалась бы самая тяжелая из существующих ракет. Вместо этого на Dawn установлены ионные двигатели, необходимый запас топлива для которых на порядок легче. Двигатели уже опробованы в ходе экспериментальной миссии Deep Space 1 — читайте об этом в статье «Химия далеко не увезет».
Аппарат прибудет к Церере в феврале 2015 г. Церера — крупнейший объект астероидного пояса, в прошлом году она была официально повышена в статусе и признана карликовой планетой (мы писали об этом в статье «Великолепная восьмерка»). Церера в принципе не слишком похожа на каменистый астероид вроде Весты — она покрыта водным льдом, слой которого достигает 60−120 км. Она значительно моложе Весты и, по мнению специалистов, вряд ли даст интересную информацию о ранних годах существования Солнечной системы. Зато наличие воды поможет узнать массу нового о ее влиянии на формирование планет и их эволюцию.
«Веста расскажет о древнейших временах, Церера продолжит историю с середины,» — поясняет Кристофер Рассел. Вместе они впишут новую главу в повесть о прошлом нашей родной планеты и Солнечной системы.
Читайте также о других исследованиях Цереры: «Карлик в пятнах», и об исследованиях японской миссии Hayabusa: «Астероид в рубашке».
По сообщению NASA