Cüce Gezegen Ceres’te Bulunan Tuz Birikintileri ve Organik Bileşikler

Araştırmacılar, cüce gezegendeki bir çarpma kraterinde tuz birikintileri buluyor.

Cüce gezegen Ceres’teki üçüncü en büyük krater, oluşumundan en az milyonlarca yıl sonra jeolojik olarak aktifti. Göttingen’deki Max Planck Güneş Sistemi Araştırma Enstitüsü’nden (MPS) araştırmacılar Nature Communications dergisinde yakın zamanda yayınlanan bir çalışmada, Münster Üniversitesi (WWU) ve Hindistan, Bhubaneswar’daki Ulusal Bilim Eğitimi ve Araştırma Enstitüsü (NISER), Urvara kraterinin bugüne kadarki en ayrıntılı çalışmasını sunuyor. Son aşamaya ait kamera görüntülerini ilk kez değerlendirdiler. NASAJeolojik yapıları sadece birkaç metre büyüklüğünde ortaya çıkaran Şafak misyonu. Dawn uzay aracı, 2015 yılında cüce gezegenin yörüngesine girdi ve yaklaşık üç buçuk yıl boyunca onu yakından inceledi. Araştırmacılar, Occator krateri gibi, Urvara kraterinin de kriyovolkanik aktiviteye sahne olabileceğini iddia ediyor. Çalışma, Ceres’in kabuğunun altında uzanan ve bazıları bugün hala sıvı olabilen küresel bir tuzlu okyanusun resmini desteklemektedir.

Çok sayıda büyük krater, yaklaşık 960 kilometre çapında asteroit kuşağının en büyük gövdesi olan cüce gezegen Ceres’in yüzeyini kaplıyor. Muhtemelen bu kraterlerin en çarpıcısı kuzey yarımkürede bulunan Occator’dur. Dawn’ın yaklaşma aşamasında zaten açıkça görülebilen iç kısmındaki parlak noktaların, yakın jeolojik zamanlara kadar kriyovolkanik süreçlerle yüzeye yükselen bir yeraltı tuzlu suyunun tuzlu kalıntıları olduğu ortaya çıktı. Ernutet adı verilen başka bir büyük kraterde, açıkta kalan organik bileşiklerin ve dolayısıyla çok karmaşık kimyanın kanıtı var. En son yayınlarında, MPS liderliğindeki araştırmacılar şimdi dikkatlerini Urvara kraterine çeviriyorlar. Güney yarım kürede yer alan 170 kilometrelik çapıyla Ceres’in üçüncü büyük krateridir. Yaklaşık 250 milyon yıl önce onu oluşturan etkinin, 50 kilometreye kadar derinliklerden malzeme ortaya çıkardığı düşünülüyor.

Çarpıcı yapı: Urvara kraterinin çapı yaklaşık 170 kilometredir. Çok teraslı krater duvarları, çeşitli jeolojik yapıları çevreler. En belirgin özelliği, kraterin merkezinden çok da uzak olmayan, yaklaşık 25 kilometre uzunluğundaki dağ silsilesidir. Kredi: © MPS, Dawn görevinden alınan verilere dayanmaktadır: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Şu anki çalışmanın ilk yazarı ve Dawn’ın kamera ekibinin Baş Araştırmacısı olan MPS’den Andreas Nathues, “Ceres üzerindeki büyük etki yapıları bize cüce gezegenin daha derin katmanlarına erişim sağlıyor” diye açıklıyor. “Görünüşe göre, Ceres’in bazı büyük kraterlerinin mevcut topografyası ve mineralojik bileşimi, cüce gezegenin yüzeyini değiştiren karmaşık ve uzun süreli jeolojik süreçlerin sonucudur” diye ekliyor.

Bu süreçleri mümkün olduğunca doğru bir şekilde izlemek için yüksek çözünürlüklü görüntüleme ve spektroskopik verilere ihtiyaç vardır. Urvara kraterinin en kesin gözlemsel verileri, Dawn’ın genişletilmiş görevi sırasında elde edildi: Başlangıçta iki yıl sürecek şekilde tasarlanan birincil görevin süresi dolduktan sonra, kalan yakıt, uzay aracını 35’in içine alarak daha cüretkar ve oldukça eliptik yörüngeleri uçurmak için yeterliydi. yüzeyin kilometrelerce. Bu aşamada, misyonun bilimsel kamera sistemi olan iki Şafak Çerçeveleme Kamerası, birkaç metre büyüklüğündeki yapıların tanımlanabileceği görüntüler aldı. Kamera sistemi, MPS öncülüğünde geliştirilip inşa edildi ve görev sırasında MPS tarafından işletildi.

Beyaz noktalar: Urvara kraterinin içindeki sıradağlara yakından bakış. Tuz birikintileri olarak tanımlanan parlak malzeme, güney kanadında bulunabilir. Kredi: © MPS, Dawn görevinden alınan verilere dayanmaktadır: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Urvara kraterinin yüksek çözünürlüklü görüntüleri, jeolojik olarak farklı bir manzara ortaya koyuyor. Çarpma havzasını çevreleyen çoklu teraslı krater duvarları; Kraterin merkezinden biraz uzakta yükselen en belirgin özellik, yaklaşık 25 kilometre uzunluğunda ve 3 kilometre yüksekliğinde bir dağ silsilesidir. Güney kanadı, engebeli kayalıkların, kayalarla dolu alanların ve zaman zaman Occator kraterinin ünlü parlak noktalarını anımsatan parlak malzemelerin bulunduğu yerdir. Ayrıca, görüntüler derin bir merkezi çöküntü, dikkat çekici derecede pürüzsüz yüzeylere sahip alanlar ve bazılarında çok sayıda daha küçük, yuvarlak girintilerle noktalı alanlar gösteriyor.

WWU Gezegenbilim Enstitüsü’nden Nico Schmedemann, “Analizimiz kraterin farklı bölgelerinin çok farklı yaşlara sahip olduğunu ortaya koyuyor” diyor. “Yaş farkı 100 milyon yıla kadar çıkıyor. Bu, kraterin gerçekten oluşmasından çok sonra devam eden süreçlerin iş başında olduğunu gösteriyor” diye ekliyor. Bu tür araştırmalar için, araştırmacılar atmosfersiz cisimlerin her yüzeyini kaplayan küçük kraterleri sayarlar. Daha eski yüzeyler, daha küçük asteroitlerin bu tür etkilerini “biriktirmek” için daha fazla zamana sahip olduğundan, genç olanlardan daha fazla kraterleri vardır. Ayrıca, farklı zamanlarda bombardıman kuvvetinin modelleri, kesin yaşı belirlemede rol oynar.

Bu modellere göre Urvara kraterindeki en bozulmamış alanlar yaklaşık 250 milyon yaşında. Bu sefer kraterin kendisinin oluşumunu işaret ediyor. Krater içindeki daha genç yüzeyler, geniş düz, karanlık alanların yanı sıra muhtemelen yeraltındaki gaz kaçışıyla oluşturulmuş çukurları içerir.

Kraterin çalkantılı geçmişine ilişkin diğer ipuçları, kamera sisteminin renk filtreleri kullanılarak çekilen görüntülerle sağlanır. Belirli yüzeylerin uzaya yansıttığı görünür ışığın hangi dalga boyu aralıklarının sonucuna varılmasına izin verirler – ve böylece mineralojik bileşimlerini çıkarmaya yardımcı olurlar. Görünüşe göre, parlak malzeme tuzlardır. İtalyan uzay ajansı ASI tarafından göreve katkıda bulunan Dawn’ın VIR spektrometresinden elde edilen veriler, aynı zamanda, merkezi dağ silsilesinin batısındaki bir yamaçta organik bileşiklerin tuzlarla birlikte çökeldiğini gösteriyor. Böyle bir tuz tortuları ve organik bileşikler kombinasyonu daha önce gözlemlenmemiştir. Organik bileşiklerin birikintileri de nispeten genç görünmektedir.

“Ceres’teki organiklerin kökeni ve oluşumu, Ceres’in genel jeolojik tarihi için önemli etkileri olan ve ayrıca astrobiyoloji ve yaşanabilirlik ile potansiyel bağlantıları olan ilginç açık sorular olmaya devam ediyor. Güney Yarımküre’deki Urvara havzasında bulduğumuz organikler, Kuzey Yarımküre’deki Ernutet kraterindeki organik zengin alanlardan farklıdır ve bu soruları yanıtlamamıza yardımcı olacaktır” diyor NISER-bilim adamı Guneshwar Thangjam. “Ekip hem FC hem de VIR spektral verilerini kullanarak bu yönler üzerinde çalışıyor” diye ekliyor.

Andreas Nathues, “Genel olarak, Urvara krateri bize henüz tam olarak anlamadığımız ve iki yoruma yer bırakan kesinlikle karmaşık bir tablo sunuyor” diye özetliyor. Örneğin, Urvara kraterini oluşturan etki, tuzları cüce gezegenin içinden yüzeye taşımış olabilir. Bununla birlikte, bazı kanıtlar, bunun yerine, içeriden yükselen ve daha ileri süreçleri başlatan tuzlu bir tuzlu suyun dahil olduğunu göstermektedir. Tuzlu suyun yüzeye mi ulaştığı yoksa hemen altında mı biriktiği belli değil.

Kesin yorumdan bağımsız olarak, mevcut sonuçlar, Dawn misyonunun son yıllarda Ceres için çizdiği cüce gezegenin resmini güçlendiriyor: kabuğunun altında çeşitli derinliklerde uzanan tuzlu tabakalara sahip jeolojik olarak aktif bir vücut. Bunlar, aynı zamanda organik bileşikler içeren daha eski bir yeraltı okyanusuyla ilgili olabilir. Ceres’in Güneş’ten çok uzak olmasına rağmen, çözünmüş tuzlar sayesinde, bu tuzlu su bugün hala yaklaşık 40 kilometre derinlikteki büyük sıvı rezervuarlarında hayatta kalabilir.

Referans: A. Nathues, M. Hoffmann, N. Schmedemann, R. Sarkar, G. Thangjam, K. Mengel, J. Hernandez, H. Hiesinger ve JH Pasckert tarafından “Ceres üzerindeki Urvara havzasında tuzlu su kalıntıları ve organikler”, 22 Şubat 2022, Doğa İletişimi.
DOI: 10.1038/s41467-022-28570-8