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
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.
| 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.Церера - карликовая планета, «обитающая» во внутренней части астероидного пояса Солнечной системы. Она характеризуется, как самая близкая карликовая планета, находящаяся от Земли (263 млн км). Цереру обнаружил ученый Джузеппе Пиации в 1801 году, являющийся работником Палермской обсерватории. Изначально предполагалось, что Церера относится к полноценным планетам, но в 1802 году ее классифицировали, как астероид. Только в 2006 году Международным Астрономическим Союзом Церера была определена, как карликовая планета, которую назвали в честь древнеримского мифического персонажа - богини плодородия.
Диаметр Цереры - 950 км, ввиду чего ее можно смело причислить к самым крупногабаритным телам астероидного пояса. По своим размерам она превосходит даже луны газовых гигантов. Церера составляет около 32% от общей массы объектов пояса астероидов. Наблюдения, проведенные современными наземными и космическими машинами, показали, что ее форма близка к сферической. Обычно, тела подобных габаритов имеют неправильную форму в связи с пониженной гравитацией.
Поверхность карликовой планеты, по всей видимости, состоит из смеси водного льда с гидратированными минералами (глины, карбонатов). Ученые предполагают, что ядро Цереры состоит из камня и ледяной мантии. Возможно, что под поверхностью карликовой планеты имеются океаны с жидкой водой. Не так давно телескоп «Гершель» зафиксировал водяной пар, исходящий от нее.
С Земли Цереру сложно разглядеть без специльной техники, так как ее яркость составляет всего 6.7-9,3 . Чтобы получить больше информации об объектах такого вида, организация НАСА запустила зонд DAWN исключительно для исследования Весты и Цереры.
Открытие Цереры
В 1772 году И.Э. Боде впервые предположил, что между Юпитером и Марсом существует еще один объект, который, скорее всего, является планетой. Данное предположение астронома в первую очередь основывалось на правиле Тициуса-Боде. После обнаружения Урана Уильямом Гершелем, руководствующимся таким же принципами вычисления небесных объектов, в 1800 году была сформирована группа из 24 ученых под названием «Небесная стража». Ее участники под руководством фон Цаха вели ежедневные наблюдения за небом с помощью самых мощных машин того времени. Тогда обнаружить Цереру им не удалось, зато в ходе работы они открыли несколько крупногабаритных астероидов.
Как было сказано выше, Цереру обнаружил в 1801 году Дж. Пиации, которого также хотели включить в группу «Небесная стража». Но ученый сделал свое открытие до этого. Изначально он специализировался на поиске «87- ой» звезды «Каталога Зодикальных звезд», но обнаружил, что ей предшествует другая». Вместо «лишнего» светила он обнаружил космическое тело, которое ученый сперва принял за комету.
Примерно через месяц после обнаружения, ученый решил рассказать о случившемся двум своими коллегам - Б.Ориани и И. Боде. В своих письмах Пиации рассказывал об объекте, как о комете, но также пояснил, что не исключает того, что он может являться чем-то другим. На эту мысль ученого наталкивало слишком медленное и равномерное движение тела.
Спустя несколько месяцев Пиации собрал больше сведений о новом объекте и направил их в письме своему французскому коллеге - Ж. Лаланду. Вскоре наблюдения были опубликованы в журнале «Monatliche Correspondenz.
Но к моменту выхода статьи с новыми данным, положение Цереры именилось, и астрономы не смогли утвердить открытие Пиации. Но к концу года объект снова хорошо визуализировался на ночном небе.
В то время один молодой ученый по имени К. Фридрих Гаусс разрабатывал новый, но очень перспективный метод определения орбиты космических тел. В его задачу входило вычисление орбиты по трем наблюдениям, во время каждого из которых производилась оценка объекта по прямому восхождению и склонению. Чтобы вычислить путь Цереры, Гауссу понадобилось всего несколько недель, после чего он направил свои расчеты фон Цаху, впоследствии чего обнаружение Цереры было утверждено.
Ученые, наблюдавшие Цереру впервые, смогли также вычислить ее размер. По расчетам Гершеля диаметр объекта был равен 260 км.
Наименование
Пиации был первым, кто предложил название открытому им же объекту. Он изъявил желание назвать его Церерой Фердинанда в честь Сицилийского короля Фердинанда и римской богини плодородия Цереры. Второе слово названия было снято по тем соображением, что оно было неприемлемо для других стран.
В Германии объект предложили назвать Герой или Деметрой, которая также является покровительницей земледелия, но только у древних греков. Символом Цереры ранее был серп, схожий с символом Венеры. Позднее ей был присвоен иной символ - единица в центра круга.
Также в честь этой карликовой планеты был назван химических элемент - церий, который впоследствии получил другое название - палладий, символизирующий открытие крупного астероида Паллады.
Статус Цереры
Статус объекта менялся не раз. И. Элер Боде считал, что Церера является той самой «недостающий планетой», заключенной в промежутке между орбитами Юпитера и Марса. Также Церера причислялась к таким же планетам, как 4 Веста, 2 Паллада и 3 Юнона, о чем говорится во многих ранних астрономических книгах.
Спустя некоторое время в промежутке между Юпитером и Марсом, помимо Цереры, были найдены другие объекты, которым в 1810 Уильямом Гершелем был присвоен термин «астероид».
Это означало, что Церера стала самым первым открытым астероидом. В ходе многочисленных споров о том, что же на самом деле представляет собой Плутон, Церере вернули статус планеты. По общепринятому мнению Церера полностью соотвестветствовала определению планеты. К планетам космическое тело можно причислялось, если оно:
А) Обладает достаточной массой, чтобы под силой гравитации обрести и постоянно поддерживать правильную сферическую форму.
Б) Обращаться вокруг светила, не являясь ни спутником какой-либо из планет, ни иной звездой
Только по этим двум критерием Цереру можно было отнести к полноценным планетам, вследствие чего она бы смогла стать пятой по удаленности планетой от Солнца. Но в 2006 года были введены дополнительные требования. Например, чтобы называться планетой, космический объект должен иметь вблизи своей орбиты «пустую» область, свободную от других тел. Церера не соответствует данному критерию, потому что вблизи ее орбиты находится огромное количество астероидов. Именно потому ученые единогласно причислили ее к карликовым планетам.
Далее в 2008 года MAC ввел дополнительную категорию для определения карликовых планет - «плутоиды». В нее входят все карликовые планеты, радиус обриты которых превышает орбитальный радиус Нептуна. Ввиду того, что определением формы объектов на таком расстоянии может быть затруднительным, ученые решили относить к плутоидам все объекты, соответствующие звездой величие выше +1. Что касается Цереры, то она также не попадает под эту категорию.
Сегодня бытует мнение, что, если Церера с 2006 года определяется, как карликовая планета, то она больше не относится к астероидам. К примеру, на астрономическом интернет-ресурсе space.com, говорится о том, что "Что Церера- карликовая планета и Паллада - крупный астероид, ранее оба классифицировались, как астероиды». Международный Астрономический Союз сделал уточнение по данному вопросу, заявив, что Церера являлась одним из самых крупных астероидов. Но, если речь идет об астероидах, встречающихся на пути пересечения Цереры, то ее принято рассматривать, как астероид. Представители Центра Малых Планет отмечают, что космическим телам данного типа должны присваиваться двойные обозначения.
На самом деле при решении МАС причислить Цереру к карликовым планетам, не было упомянуто о том, лишается ли она статуса «астероида» или нет. Дело в том, что МАС-ом до этого времени не было дано точного определения термина «астероид», и до 2006 тела данного вида назывались «малыми планетами», а после «Маломи телами Солнечной системы». Что касается ученых НАСА, то они считают предпочтительнее упоминать о Церере не только как о карликовой планете, но и как о астероиде.
Орбита карликовой планеты лежит в промежутке между марсианской и юпитерианской орбитами в области астероидного пояса. Она характеризуется, как слабоэллиптичная с эксцентриситетом 0,08 и имеет умеренный угол наклона к плоскости эклиптики (10,6°).
Период обращения Цереры вокруг звезды равен 4,6 года. Дистанция, на которой она находится от Солнца, оценивается в 2,77 а.е. Цереру от Земли разделяет 263 млн км. День на Церере равен 9 ч. 4 мин.
Не исключено, что Церера ранее принадлежала к семейству астероидов. Если астероиды, имеют много совпадений по орбитальным характеристикам, то это может являться достоверным признаком их единого происхождения. В ходе спектрального анализа карликовой планеты удалось выявить значительные отличия от окружающих ее астероидов - объектов Семейства Гефьен. Ученые полагают, что с данными объектами карликовая планета имеет лишь общую орбиту, чего нельзя сказать о происхождении.
В 2011 году работники Парижской обсерватории, занимающиеся воспроизведением «реально картины» 8-ми крупных планет, а также Плутона, Луны, Иниды, Паллады, Цереры, Весты и Бамберги методом компьютерного моделирования, выявили, что конкретно у Весты и Цереры имеется склонность к «беспорядочному» поведению.
Жаком Ласкаром в одном из выпусков «Astronomy & Astrophysics» было рассказано о том, что 0,2%-ая вероятность столкновения Цереры и Весты ставится по сомнения ввиду того, что их дальнейшие движения будет невозможно предсказать уже через 400 тыс. лет.
Наблюдение планет с Цереры
При наблюдении за многими планетами с Цереры, например, за Землей, Венерой, Марсом и Меркурием, с ее поверхности они будут выглядеть, как внутренние и смогут проходить по диску звезды.
Несмотря на то, что Церера обращается внутри астероидного пояса, увидеть астероиды с ее поверхности невооруженным взглядом было бы невозможно. Только несколько самых крупных смогли бы время от времени появляться в небе Цереры в виде тусклых звезд. Астероиды меньших габаритов можно было бы видеть крайне редко - во время нечастных телесных сближений.
Физические характеристики Цереры
Церера является самым большим из ныне открытых объектов астероидного пояса. Ее массовые показатели были выявлены по принципу ее влияния на меньшие тела, располагающиеся вблизи карликовой планеты. Безусловно, результаты, полученные в ходе разных исследований, разнятся. Но, если брать во внимание самые точные из них, то масса Цереры равна 9,4·10 20 кг, что практически соответствует 30% массы всех объектов, включенных в данный пояс, но в 6 тыс раз уступает массовым показателям нашей планеты.
Благодаря собственной силе гравитации, вызванной относительно большой массой Цереры, она приобрела правильную сферическую форму. Именно эта особенность отличает карликовую планету от других больших астероидов (2 Паллады и 3 Юноны и 10 Гигеи)
Церера состоит из каменного ядра, слоя ледяной мантии и тонкого слоя реголита.
Главное отличие этой карликовой планеты от других крупных астероидов заключается в том, что даже после окончания формирования под действием гравитации сферической формы, в ее недрах стали также происходить значительные метаморфозы. Например, порода, состоящая из более тяжелых элементов, начала смещаться в центр, а более легкие компоненты стали составляющими поверхностного слоя объекта. По данному принципу сформировалось каменное ядро Цереры и криомантия, состоящая из водяного льда.
Ввиду того, что Церера обладает достаточно низкой плотностью, толщина ее мантии, по предварительной оценке ученых равна порядка 28% от всей ее массы и 50% от объема объекта. Также его мантия содержит большое количество льда объемом 200 млн куб. метров, что сильно превосходит количество пресной воды на нашей планете.
Данную информацию подтвердили в процессе наблюдений, производимых телескопом Кек, а также при эволюционном моделировании. Также, некоторые характеристики верхних слоев карликовой планеты и геологической истории (к примеру, факт о чересчур большом расстоянии объекта от звезды, что объясняется тем, что некоторые компоненты с низкой температурой замерзания сохранились в ее составе еще с процесса формирования объекта), указывают на возможное присутствие в недрах Цереры летучих веществ.
Возможно, на первых этапах становления, ядро карликовой планеты разогревалось от радиактивного распада. Это дает веские причины предположить, что часть ледяной мантии Цереры могла находиться в текучем состоянии. Тем более, что сегодня часть ее поверхности покрывает лед и реголит. Судя по ледяным сатурнианским и юпитерским спутникам, которые были исследованы более тщательно, можно предположить, что под воздействием УФ -лучей часть «внутренней» воды испаряется, формируя сильно разряженную «атмосферу» карликовой планеты. Сегодня ученые работают над выяснением вопроса о наличие на Церере такого явления, как криовулканизм.
Считается, что спутники у Цереры отсутствуют. Даже телескоп «Хаббл» пока отрицает их существование.
Поверхность Цереры
О реальном внешнем виде карликовой планеты известно не много. На ночном небе она визуализируется, как маленькая звезда 7-й величины. В связи с ее большой удаленностью и относительно небольшими размерами, разглядеть ее видимый диск удалось только в 20 веке, благодаря космической машине «Хаббл». На снимках, произведенных орбитальным телескопом, отчетливо видно, несколько светлых и темных структур на поверхности Цереры. Вероятно, это кратеры. С помощью регулярного отслеживания их перемещения, ученым удалось наиболее точно установить период вращения объекта, равный 9,07 часа, а также наклон оси вращения по отношению к плоскости орбиты - приблизительно 4°. Одно из самых ярких структур (пятен), виднеющихся на снимках поверхности Цереры, было решено назвать «Пиации». Вероятно, что это крупный кратер, через который виден слой ледяной мантии и, вероятно, криовулкан. Результаты исследований поверхности Цереры в инфракрасном волновом диапазоне указывают на то, что средняя температу на ней равна -106 °C, в перигелии - -33 °C.
С помощью одного из самых крупных наземных телескопов - радиотелеска в Аресибо, удалось установить, что поверхность карликовой планеты относительно гладкая, что объясняется высокой эластичностью ледяной мантии.
В 2014 Международным Астрономическим Союзом было решено, что в качестве названий структур поверхности карликовой планеты могут быть любые названия, связанные с двумя тематиками:
Именами божеств плодородия и земледелия
Названиями крупных фестивалей и празднеств, посвященных земледелию.
Дальнейшие исследования
Сегодня самым оптимальным и доступным способом изучения планеты являются телескопические исследования. Ученые в настоящее время проводят наблюдения покрытия звезд Церерой по колебаниям и движениям ее соседних объектов и Марса.
В начале 2014 года ученые сообщили о наличии небольших сгустков водяного пара рядом с поверхностью с карликовой планеты. Данный феномен был обнаружен в процессе наблюдения за объектом с помощью телескопа Гершеля. На данный момент Церера является четверым объектом в Солнечной системе, на котором зафиксировано наличие воды.
Также в 2012 года марсианским ровером Кьюриосити были произведены снимки удаленных астероидов, на фоне которых также видна и Церера.
Новый прорыв в изучении Цереры состоялся при запуске аппарата НАСА AMC Dawn. В 2015 году он достигнет Цереры. Уже 13 января аппарат произвел первые снимки поверхности карликовой планеты.
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
- Около северного полюсу ученые обнаружили многочисленные скопления органического вещества, своеобразные оазисы.
- 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.
- Воды в твердом состоянии на Церере больше чем пресной воды на планете Земля.
- Масса карликовой планеты составляет почти треть от всей массы пояса астероидов. Церера считается самым крупным известным объектом этого пояса.
Анимация движения Цереры
Между Марсом и Юпитером. Свое название карликовая планета получила в честь римской богини сельского хозяйства и изобилия Цереры (Ceres). Состоящая в основном из скалистых и ледяных образований, она имеет приблизительно 950 км в диаметре.
Открытие карликовой планеты
Церера - астероид или все же планета? Случайно обнаруженное в 1801 году итальянским астрономом Джузеппе Пьяцци неизвестное небесное тело сначала определили как комету, затем последовали предположения о том, что это астероид. В 2006 году Международный астрономический союз сформировал новый класс объектов Солнечной системы, известных как Цереру стали считать планетой, правда карликовой, наравне с Вестой, Юноной и другими.
Физические характеристики и состав планеты
Ученые считают, что у Цереры есть скалистое ядро и ледяная мантия 100 километров толщиной. Некоторые из них также полагают, что у нее имеется жидкий водный слой до 200 миллионов кубических километров. Это предположение делает карликовую планету интересным объектом для изучения тех исследователей, которые ищут признаки НАСА начало исследование под названием «Дон», миссия которого состояла в том, чтобы совершить космическое путешествие прямо в пояс астероидов для сбора данных об особенностях поверхности и химическом составе карлика.
Показал наличие следов полезных ископаемых и воды, а местами, вероятно, также ледяное покрытие. По оценкам астрономов, планета Церера (фото НАСА дают основание так думать) может иметь залежи пресной воды в гораздо большем количестве, чем на Земле, и они занимают площадь, равную территории Индии, Аргентины или 4 % лунной поверхности. Внешний слой довольно пористый, с возможным присутствием богатых железом глиняных пород и карбонатов.
Исследования НАСА
Нет больше сомнений в опровержении того факта, что планета Церера - астероид, один из тех, что составляют его орбиту. Автоматизированный космический корабль НАСА «Дон» вошел в планетную орбиту 6 марта 2015 года. Снимки объекта были сделаны еще в январе 2015-го, когда судно только приближалось к Церере. На камеру были запечатлены два ярких пятна в одном из кратеров. 2015 докладчик НАСА сообщил, что это могут быть следы льда или соли. 11 мая 2015 появились изображения более высокого разрешения, которые показали большее количество светлых пятен.
Лед, пламя и геологическое развитие
Поверхность Цереры относительно теплая. Максимальная температура достигает −38 °C. Лед при такой температуре довольно нестабилен. Благодаря ультрафиолетовым наблюдениям космического корабля IUE было обнаружено существенное количество ионов гидроокиси на Северном полюсе планеты. Они являются продуктом водного испарения из-за ультрафиолетового солнечного излучения.
Геологическое развитие скалистой и ледяной поверхности напрямую зависело от источников тепла, доступных в течение и после формирования такого как Церера (планета-карлик). Эти процессы также, вполне вероятно, могут быть связаны с определенными вулканическими и тектоническими движениями. Ледяные образования на поверхности постепенно возвышались, покрывая собой полезные ископаемые в виде глины и карбонатов.
Планета Церера в астрологии и мифологии
В астрологии Церера (планета) является символом связи родителя и ребенка. Нет никакой большей любви на земле, чем любовь матери к своему чаду. В медицинской астрологии поражение Цереры обозначает наличие проблемы репродуктивного характера и бесплодия. Как небесное тело планета отвечает за работоспособность, трудолюбие и умение достойно выполнять профессиональные поручения, продуктивные идеи, проекты и творения.
В мифологии Церера (планета), римский эквивалент греческой богини Деметер, была сестрой Зевса (Юпитера). Она мать всей земли и отвечает за урожай, приготовление пищи, любовь, изобилие и комфорт. Она являлась богиней сельского хозяйства, а когда ее дочь Персефона (Просерпина) была похищена Плутоном, который хотел вынудить ее выйти за него замуж, Церера так увлеклась поисками дочери, что забросила заботу о Земле, которая стала совсем холодной. Так характеризовались осеннее и зимнее времена года. Весной и летом Персефону возвращал матери Гермес, и все вокруг расцветало.
Церера - карликовая планета на одном уровне с Плутоном, которая является равноправным игроком вместе с остальными участниками на космическом поле Солнечной системы. Это самая крупная из всех открытых человечеством.
