Церера — это самый большой астероид пояса астероидов, который получил статус карликовой планеты. Погоня в открытии этой планеты еще началась в 1781 году, в то время, когда была открыта планета Уран, находившаяся в том самом районе пространства в космосе, которое относилась к правилу Тициуса-Боде. Правило Тициуса (немецкий ученый) доказывает закономерность нарастания увеличения радиусов орбит планет, находящихся возле Солнца. Через некоторое время спустя это правило оказалось неточным, а открытие Урана в том же месте зародило в кругу астрономов прошлых столетий заядлую «охоту за планетами».

История открытия

Позднее, в 1800 году была основана международная группа ученых – астрономов «Небесная стража». Круглые сутки она вела наблюдения пространства в космосе между орбитами Юпитера и Марса, то есть в той области, где должна была располагаться та еще не открытая планета. Церера в данной области открыл итальянский астроном Джузеппе Пьяцци в 1801 году. Сначала он принял ее за комету, но все же заметил, что у нее есть некие особенности. На протяжении года попытки зафиксировать существование этой планеты-астероида были и у других ученых, но только в последний день 1801 года все-таки удалось подтвердить ее существование. Этим правило Тициуса-Боде снова приобрело справедливость. Сам Джузеппе Пьяцци назвал планету-астероид «Церерой», хотя перед этим оно произносилось как «Церера Фердинанда».

В 1802 году Церера относилась к классу астероидов. Крупнейшее в основном поясе астероидов космическое тело обладает диаметром, равным 950 километров, имеет форму сферы, возникшую благодаря наличию у Цереры своей собственной гравитации, и в шесть тысяч раз меньшую массу, чем имеет Земля, и в то же время составляет третью часть всей массы объектов пояса астероидов.

По исследованиям ученых, после того как астероид Церера приобрела сферическую форму, на ней стали происходить процессы постепенного смещения в центральную часть наиболее тяжелых пород. Итогом этого смещения стало образование каменного ядра. Водяной лед составляет внешнюю оболочку, которая имеет толщину около 100 километров, что превышает запасы пресной воды на Земле.

Исследования

Церера является одной из основных участников, с хорошей перспективой, проектируемых космических разработок. В первую очередь это связано с тем, что в ней хранится огромный запас пресной воды и этот факт может служить тем, что здесь есть возможность создать жизнь.

С точки зрения колонизации Церера вызывает большой интерес. На втором этапе освоения космоса планируют колонизировать Цереру. На первом этапе рассчитывают колонизировать космические объекты, находящиеся относительно недалеко от Земли, Луны, Венеры, Марса, Меркурия.

Отдаленное будущее

Церера находится между газовыми гигантами и планетами «земной группы», имеет хорошие условия, позволяющая служить идеальным перевалочным пунктом для создания на ней коcмическиx баз. К негативным факторам этой планеты относится низкая гравитация и отсутствие магнитного поля, что является негативным фактором для человеческого здоровья.

Анимация перелета космического аппарата DAWN от Весты к Церере

Церера (от латинского языка — Cerёs) – карликовая планета в поясе астероидов. Свое название получила в честь римской богини Цереры – богини растущих растений и материнской любви. Планета была найдена 1 января 1801, Джузеппе Пиацци. Ее диаметр составил 950 км, Церера – безусловно, самое большое и массивное тело в поясе астероидов (оно содержит приблизительно треть всей массы пояса астероидов). Квалификация, то есть статус Цереры менялся за ее историю не один раз.

Во времена открытия она считалась планетой, но после открытия многочисленных объектов в поясе астероидов Церера лишилась этого звания и была переквалифицирована в разряд астероидов чуть более 150 лет назад. Естественно как первый обнаруженный объект в поясе астероидов Церера получила номер 1 в современной системе нумерации астероидов. После открытия большого объекта 2003 UB313 за орбитой Нептуна некоторые определения были пересмотрены Международным Астрономическим Союзом, и Церера вновь получила статус планеты (24 августа 2006) наряду с Плутоном, его луной Хароном и 2003 UB313. Правда статус планеты с небольшой оговоркой – карликовой планеты и при этом Церера пока еще формально считается астероидом.

Первоначально полное название Цереры было такое — Ceres Ferdinandea, в честь римской богини и короля Сицилии Фердинанда III. Приставка «Ferdinandea» была неприемлема для других наций мира, и поэтому имя было «урезано». Цереру также в течение короткого времени в Германии называли Hera, а в Греции Цереру называют — Demeter. Такое расхождение в названиях связано с редкостью его использования.

Открыта Церера была случайно, Пиацци искал звезду Mayer 87 из списка Френсиса Уолластона, так как она по каталогу не соответствовала занимаемому положению. Вместо звезды Пиацци обнаружил перемещающийся звездообразный объект, который он сначало принял за комету. Пиацци в общей сложности наблюдал за Церерой 24 раза (в последний раз 11 февраля – из-за болезни наблюдения были прерваны).

24 января 1801 Пиацци объявил о своем открытии в письмах своим коллегам, в том числе в письме своему соотечественнику Barnaba Oriani из Милана. Он описал найденный объект как комету, с оговорками. К началу февраля Церера была потеряна, поскольку она ушла за Солнце. В апреле Пиацци послал наиболее полные свои наблюдения к Oriani, Bobe и Lalande в Париж. Наблюдения были изданы в сентябрьском выпуске 1801 года Monatliche Correspondenz. Для нахождения местоположения астероида Карл Фридрих Госс (24 года) развил метод определения орбиты по трем наблюдениям. Только через несколько недель он предсказал орбиту Цереры и послал свои результаты Францу Ксаверу, редактору Monatliche Correspondenz, 31 декабря 1801, который совместно с Heinrich W. M. Olbers однозначно подтвердили обнаружение Цереры.

Johann Elert Bode назвал Цереру «пропавшей планетой», существование которой предсказывал Johann Daniel Titius между Марсом и Юпитером, на расстоянии 419 млн км (2,8 а.е.) от Солнца. Церере был даже присвоен планетарный символ и она вошла в список планет в книгах по астрономии (наряду с 2 Pallas, 3 Юнона, 4 Веста) на половину столетия, пока не были обнаружены другие представители пояса астероидов. Церера оказалась слишком мала для планеты поэтому сэр Уильям Гершель придумал термин «астероид» («звездообразный»), из-за того что Церера не имела заметного диска. В 2006 дебаты проводимые из-за проблемы с Плутоном и с термином «планета» обратили внимание и на Цереру, которая была опять переквалифицирована в карликовою планету. Церера расположена между орбитами Марса и Юпитера, в пределах пояса астероидов, с периодом обращения 4,6 лет. Орбита имеет наклон в 10,6 градуса (Меркурий – 7, Плутон — 17) и она умеренно эксцентрична e=0.08 (Марс – 0.09).

Церера принадлежит поясу астероидов, который главным образом находится между Марсом и Юпитером. Однако он не содержит самые большие объекты в Солнечной системе помимо планет и их спутников, так как существует пояс Койпера, который как известно содержит объекты по размерам сопоставимые с Плутоном или его превышающие – 50000 Quaoar, 90482 Orcus, 2003 UB313 и 90377 Sedna. В определенных местах на своей орбите Церера может достигать до 7 звездной величины, но она вообще расценивается как очень тусклый объект и почти не заметна невооруженным глазом. Другой астероид Веста и то имеет больше шансов быть обнаруженным невооруженным глазом, чем Церера. Размер Цереры и ее масса достаточны, для того чтобы она во время своего формирования приняла почти сферическую форму, близкую к гидростатическому равновесию, другие астероиды достаточно нерегулярные, а некоторые большие астероиды даже продолговатые.

Масса Цереры достигает до 9.5*10 20 кг (масса оценена с помощью радиосигналов космического аппарата на орбите Марса), это приблизительно треть всей массы пояса астероидов (3.0*10 21 кг или 4% от Луны). Есть некоторые признаки того что поверхность Цереры относительно теплая и она может иметь незначительную атмосферу. Максимальная температура на Солнце, по оценкам специалистов, может достигать 235 К (-38 Цельсия на 5 мая 1991), в перигелии – до 239 К.

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 составляет 200 миллионов кубических километров воды, что превосходит количество пресной воды на Земле. Эти данные подтверждаются наблюдениями, сделанными телескопом Кек в 2002 году и эволюционным моделированием. Кроме того, некоторые характеристики поверхности и геологической истории (например, расстояние Цереры от Солнца, благодаря которому можно говорить о достаточном ослаблении солнечного излучения для того, чтобы позволить некоторым компонентам с низкой точки замерзания быть включенными в её состав в процессе формирования), указывают на наличие летучих веществ в недрах Цереры

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

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.

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 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°).

Снимки Цереры, сделанные «Хабблом» в 2003-2004 гг, масштаб 30 км/пиксель.

Самая яркая структура в честь первооткрывателя Цереры получила название «Пияцци». 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. 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 Марса уточняется её масса.

Качественно новым этапом в изучении Цереры должна стать миссия аппарата АМС Dawn (NASA), запущенного 27 сентября 2007 года. В 2011 году «Dawn» вышел на орбиту вокруг Весты, в феврале 2015 года он должен достигнуть 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.

Церера — ближайшая к Солнцу карликовая планета, находящаяся в поясе астероидов, расположенном между Марсом и Юпитером. Открыта в 1801 году итальянским астрономом Джузеппе Пиацци, который дал ей имя римской богини земледелия.

Краткая характеристика

По своим размерам Церера является наименьшей из карликовых планет, но наибольшей в поясе астероидов. Её длина – примерно 950 километров, что больше, чем у многих спутников газовых гигантов. Масса, измеренная по ее гравитационному воздействию на соседние объекты, равняется 9,4·10 20 кг. Это примерно треть от всей массы пояса астероидов. Именно благодаря внушительной массе Церера приняла округлую форму (с небольшим полярным сжатием). Это и есть ее главное отличие от крупных соседних астероидов. Она также имеет общие черты с планетами земной группы, в частности, в строении: массивное плотное ядро в центре и легкие породы на поверхности.

Орбита Цереры тоже довольно планетоподобна. Она почти круглая (эксцентриситет равен 0,08) и имеет небольшой (около 10 градусов) наклон к плоскости эклиптики. Расстояние Цереры до Солнца составляет 414 млн. км, а до Земли – около 264 млн. км. Карликовая планета обращается вокруг Солнца за 4,6 года, а период ее собственного вращения – 9 часов и 4 минуты.

Средняя температура на поверхности составляет -106°C, а максимальная достигает -33°C. Спутников Церера не имеет. Яркости планеты не хватает для того, чтобы увидеть ее без дополнительных инструментов.

Открытие, изменение статуса

С момента открытия и еще на протяжении полувека Цереру считали еще одной планетой. Однако спустя некоторое время неподалеку были обнаружены и другие подобные тела, и в 1802 году Уильям Гершель ввел для таких объектов понятие «астероид» («подобный звезде»). Посему Цереру можно считать первым открытым астероидом.

В ХХ веке Международный астрономический союз (МАС) ввел определение планеты как тела, которое, во-первых, имеет массу, необходимую для того, чтобы сохранялась его сферическая форма; во-вторых, вращается вокруг звезды и при этом не является спутником другой планеты. По этому определению Церера снова стала бы планетой, но оно не было принято. В 2006 году МАС ввел поправку в понятие планеты: такое тело также должно благодаря своей гравитации иметь вокруг себя свободное пространство, не содержащее других тел. Такой термин уже не позволяет назвать Цереру полноценной планетой, ведь она разделяет пространство своей орбиты с множеством других тел в поясе астероидов.

В настоящее время Цереру классифицируют как карликовую планету. Однако некоторые источники продолжают называть ее астероидом. Подразумевается, что такие объекты могут иметь двойное обозначение. К тому же МАС, определяя Цереру как малую планету, не давал точного определения понятию «астероид».

Строение

По своей структуре Церера, как и аналогичные объекты, напоминает планеты земной группы. После достижения сферической формы более массивные породы переместились в
центр, а более легкие – на поверхность. Так образовалось каменное ядро и ледяная мантия толщиной около 100 километров. Объем льда на планете достигает 200 млн. км³, и это значительно превышает количество всей пресной воды на Земле. Предполагают, что в недрах Цереры содержатся летучие вещества. Это подтверждается, например, тем, что из-за большого расстояния до Солнца солнечное излучение ослаблено, и потому некоторые вещества с низкой температурой кристаллизации могут сохраняться в глубинах поверхности.

На заре своего существования мантия могла состоять из воды благодаря радиоактивным распадам внутри ядра и его нагревании. Сложно определить, из чего состоит поверхность планеты. Видимо, значительную ее часть составляет ледяная кора и смесь льда и реголита (вид породы, представляющий собой сильно измельченный грунт с низкой плотностью). Кроме того, пока что достоверно неизвестно, есть ли жидкая вода под корой Цереры, а также действующие или действовавшие в прошлом вулканы.

На поверхности также, возможно, есть кратеры, которые видны с Земли в виде темных и светлых объектов. Именно по наблюдению за изменением их положения был определен период вращения планеты. Самая яркая структура-кратер названа «Пьяцци» в честь первооткрывателя Цереры.

Факты

Церера рассматривается как одно из наиболее вероятных мест для колонизации. Огромные запасы воды, превышающие ее суммарный объем на Земле, наличие значительного количества азота в составе планеты, необходимого для существования человека даже больше, чем кислород, – все это способствует развитию идей о ее освоении. Кроме того, Церера, как и другие астероиды, может использоваться для добычи полезных ископаемых. Однако отсутствие магнитного поля и атмосферы, нехватка солнечного света пагубно влияют на здоровье человека, а близость пояса астероидов представляет опасность для находящихся на поверхности поселений и космических кораблей.