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Cérès, officiellement désignée comme "(1) Cérès", est la plus petite planète naine connue du Système solaire, et le plus gros astéroïde de la ceinture d'astéroïde entre les orbites de Mars et de Jupiter. Cérès a été découverte en 1801 par Giuseppe Piazzi. Elle orbite autour du soleil en 4.6 ans.
Son diamètre est d'environ 950 kilomètres - elle n'est pas visible à l'oeil nu - et sa masse constitue le tiers de la masse totale de la ceinture d'astéroîdes. La pesanteur à la surface de Cérès est estimée à 3 % de celle de la Terre. Les observations récentes ont montré qu'elle a une forme sphérique, alors que les corps plus petits de la ceinture ont une forme irrégulière.
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Image ci-dessus: tailles comparées
de Cérès (en bas à gauche),
de la lune (en haut à gauche).
et de la Terre (à droite).
La température de surface de Cérès est relativement chaude; elle atteint une maximale d'environ -38 °C le jour.
Les observations indiquent que Cérès est issue d'une protoplanète, un embryon planétaire qui s'est formé aux débuts de l'histoire du système solaire il y a 4,57 milliards d'années. La majorité des protoplanètes ont été éjectées du système solaire par Jupiter, ou sont entrés en collision entre elles, formant les planètes telluriques comme la Terre ou Mars.
Son atmosphère évidemment ténue contient de la vapeur d'eau. Sa surface est essentiellement composée d'un mélange de glace d'eau et de divers hydrates minéraux comme les carbonates ou l'argile. Cérès a un noyau rocheux. Elle pourrait héberger un océan d'eau liquide, comme Europe par exemple, ce qui en fait un lieu possible de vie extraterrestre.
Depuis le 8 décembre, la sonde spatiale Dawn de la NASA survole Céres à 385 km d'altitude. La sonde est équipée d'une caméra, d'un spectromètre pour l'infrarouge et le visible, et d'un détecteur de rayons gamma et de neutrons. Ces appareils permettent l'examen de la forme et de la composition de la planète naine. Ce sont ses données et images qui nous donnent des nouvelles de Cérès.
Cérès est assez grande pour que la pesanteur lui donne une forme sphérique. Mais elle tourne rapidement: une fois toutes les 9,07 heures, ce qui l'a déformé en un ellipsoïde aux pôles applatis d'environ de 7½%. Son diamètre équatorial est au plus de 966 kilomètres, cependant un peu moins par endroits, en passant par les pôles il est de 892 kilomètres. Donné sa période de rotation, ce qui est très exactement la forme prévue pour ce que les géophysiciens appellent l'équilibre hydrostatique.
La densité globale est 2,16 g/cm3, légèrement plus élevéE que les évaluations des observations au sol. Néanmoins, elle est bien inférieure à celle d'un corps entièrement rocheux comme la lune (3,34 g/cm3). Donc, spit l'intérieur de Cérès est plein des trous (ce n'est pas le cas) soit il doit y a beaucoup de glace (probablement de glace d'eau).
Une cartographie soigneuse du champ de pesanteur indique que la roche et la glace ne sont pas mélangées mais séparés en un noyau et une croûte. Cependant Cérès n'est pas aussi complètement stratifiée que ne l'est par exemple Ganymede. Avant l'arrivée de Dawn, les geophysiciens étaient divisés à ce sujet. L'équipe Park estime que la croûte a une épaisseur d'environ 190 kilomètres, mais ce ne peut pas être purement de la glace d'eau. Très probablement elle est fortement enrichi par divers sels.
Tôt dans son histoire, Cérès a dû être assez chaude pour que l'eau coule, et à un certain moment cette planète naine doit avoir été couverte d'un océan profond et salé. Et peut-être qu'une partie de cet océan existe encore dans les profondeur. Après tout, Cérès a plus d'une centaine de taches blanches le plus souvent associées à des cratères et lea plus nettement sur le plancher du — d'Occator et pour maintenant des scientifiques penchent vers des gisements de sel d'une certaine sorte comme explication à cela.
Peut-être des impacts ont-ils créé assez de chaleur pour fondre la glace localement et pour laisser couler un résidu salé. Mais d'autres observations comme celole de la formation du brumes au-dessus de la surface vues par Dawn et la détection de la vapeur d'eau par l'observatoire spatial Herschel de l'ESA suggèrent fortement qu'il y a des aumures profondes quelque part au-dessous de la surface.
Une des photographies en couleurs de la surface de Cérès prises par la sonde Dawn.
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Le cratère Haulani en fausses couleurs acquis par la sonde Dawn lors de sa troisième orbite à une altitude de 1470 kilomètres. Les fausses couleurs mettent en évidence les différence de composition ou d'autres propriétés. Le bleu est associé géologiquement à des terrains jeunes. La région environnante a été affectée par la formation du cratère. Le cratère a 34 kilomètres de diamètre.
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Photo du cratère Occator à la
surface de Cérès avec ses "taches claires".
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Deux météorites qui se sont écrasées séparément sur Terre en 1998 contiennent des ingrédients pour la vie: de l'eau liquide et un mélange de composés organiques complexes tels que des hydrocarbures et des acides aminés.
Des cristaux de sel dans les météorites portent des traces microscopiques d'eau qui remonteraient au début de notre système solaire - il y a environ 4.5 milliards d'années.
Une étude détaillée de la composition chimique dans de minuscules cristaux de sel bleus et violets échantillonnés à partir de ces météorites, qui comprenait des résultats d'expériences au rayons X au Lawrence Berkeley National Laboratory du Department of Energy (Berkeley Lab), a également trouvé des preuves de l'entremêlement de parents passés probables. Celles-ci comprennent Ceres, une planète naine qui est le plus grand objet dans la ceinture d'astéroïdes, et l'astéroïde Hebe, une source majeure de météorites qui tombent sur Terre.
L'étude a été publiée le 10 janvier 2018 dans le journal scientifique Science Advances .
David Kilcoyne, un scientifique de l'Advanced Light Source (ALS) de Berkeley Lab, qui a fourni des rayons X pour scanner les composants chimiques organiques des échantillons, incluant le carbone, l'oxygène et l'azote, a déclaré: "C'est comme trouver un moustique dans de l'ambre."
Les riches dépôts de restes organiques récupérés des météorites ne fournissent aucune preuve directe de la vie en dehors de la Terre, mais ils prouvent que les corps spatiaux peuvent contenir une abondante et riche matière organique également associée à de l'eau liquide, ce qui est vraiment crucial pour l'origine de la vie.
Cela montre également un moyen possible de transmission de la matière organique d'un hôte à un autre dans l'espace.
Queenie Chan, scientifique planétaire et associée de recherche postdoctorale à l'Open Uiversity au Royaume-Uni, auteure principal de l'étude, a déclaré:
"Il y a une grande variété de composés organiques dans ces météorites, y compris un type très primitif de composés organiques qui représentent probablement la composition organique du système solaire au début."
"Combiné avec d'autres preuves, les résultats soutiennent l'idée que la matière organique provient d'un corps parent riche en eau, ou autrefois riche en eau - un monde océanique dans les débuts du système solaire, peut-être Ceres."
"Tout mène à la conclusion que l'apparition de la vie est vraiment possible ailleurs".
L'étude: "Organic Matter in Extraterrestrial Water-Bearing Salt Crystals Indicates Ceres as an Organic-Rich Body", par Queenie H.S. Chan, Michael E. Zolensky, et al., dans Science Advance, 10 janvier 2018.
Lorsqu'un relief important a été détecté sur Cérès par la sonde Dawn, certains ont appelé cela abusivement une "mystérieuse pyramide". Il s'agit en fait d'un cryovolcan:
1 sept. 2016
La NASA découvre que la "montagne isolée" sur Cérès est probablement un cryovolcan de boues salées
Une montagne isolée près de l'équateur de la planète naine Cérès ressemble à un dôme volcanique, selon de nouvelles observations de la mission Dawn de la NASA. Comme la +montagne isolée" Erebor dans la mythologie de J.R.R. Tolkien, Ahuna Mons sur Cérès a été par le passé occupé par un dragon, mais un dragon qui a soufflé de la glace, pas du feu. La montagne s'est probablement formée comme un volcan de boues salées. Au lieu de roche fondue, les volcans de boues salées, ou "cryovolcans," libèrent de l'eau glacée et salée parfois mélangée à de la boue.
"Ahuna Mons est une preuve d'un type peu commun de volcanisme, impliquant de l'eau et de la boue salées, au travail sur Cérès," a dit Ottaviano Ruesch du centre des vols spatiaux Goddard de la NASA, à Greenbelt, Maryland, et de l'Association des Recherches Spatiales Universitaires. "L'activité géologique a été discutée et rediscutée parmi des scientifiques: maintenant nous avons finalement des observations témoignant de sa réalité."
Bien que le volcan ne soit pas en activité actuellement, l'équipe a été étonnée qu'il semble géologiquement récent. Un volcanisme récent sur une planète naine isolée est une surprise, car habituellement seulement des planètes, ou les satellites orbitant autour d'elles, ont un volcanisme. En outre, les éruptions volcaniques exigent des corps rocheux, comme la terre ou Mars, ou de glace, comme Encelade, une lune de Saturne. Cérès est fait de sels, de roche boueuse et glace d'eau: des ingrédients exotiques et inattendus pour le volcanisme. Ahuna Mons sur Cérès indique que de telles limitations physiques et chimiques au volcanisme sont réfutées par les observations. Par conséquent, le volcanisme pourrait être plus répandu qu'on ne l'avait pensé précédemment.
"Le cryovolcano d'Ahuna Mons nous permet de voir l'intérieur de Cérès," a dit Ruesch. "Le même processus pourrait se produire sur d'autres planètes naines comme Pluton." Ruesch est l'auteur principal d'un papier sur cette recherche paru le 2 septembre [2016] dans le journal "Science."
L'équipe a uilisé des images et des cartes topographiques en trois dimensions de la mission Dawn pour analyser la forme d'Ahuna Mons. Ils ont comparé des caratéristiques et arrangements de processus connus de montagnes sur terre et Mars aux caractéristiques trouvés sur Ahuna Mons. Les montagnes de forment de bien des manières, telles que la collision de plaques de la croûte, les impacts des asteroïdes, et les éruptions de volcans. Chaque processus donne les montagnes aux caractéristiques distincte. Par exemple, la collision des plaques de la croûte produit de longues chaînes ou arêtes des montagnes et non pas juste une montagne isolée, alors que les cratères d'impact ont des crêtes centrales en forme d'étoile. Les scientifiques ont conclu qu'Ahuna Mons ressemble le plus à un dôme volcanique. Ceux-ci se forment quand des matériaux en fusion épais percent la croûte mais n'explosent pas ou ne coule pas très loin, au lieu de cela, ils s'accumulent vers le haut comme de la pâte dentifrice et construisent un bombement ou un dôme sur la surface.
Selon l'équipe, c'est là la combinaison de caractéristiques qui montrent un dôme volcanique. Par exemple, le sommet d'Ahuna Mons a des fissures comme celles vus dans les dômes volcaniques quand ils s'élèvent. En outre, les pentes ont des lignes qui ressemblent à celles constitués par des chutes de roches, et les flancs raides entourant le dôme pourraient être constitués par des piles des débris.
L'aspect de la montagne indique également qu'elle est jeune du point de vue d'un calendrier géologique. Les caractéristiques de surface sur des planètes avec peu ou pas d'atmosphère comme Cérès sont érodés par des impacts d'asteroïde et de météoritea, et prennent un aspect lisse, arrondi. Cependant, Ahuna Mons est pointu, avec des caractéristiques nettes, comme les débris de chutes de roches qui s'éliminent avec le temps. En outre, des surfaces plus anciennes ont un aspect fortement marquée par l'accumulation de nombreux impacts, tandis qu'Ahuna Mons a peu de cratères. En outre, les montagnes tendent à devenir plus larges lorsqu'elles s'érodent et s'effondrent sous la pesanteur, mais Ahuna Mons est étroite avec les pentes raides. Enfin, les surfaces tendent à devenir plus sombre quand elles sont exposées aux impacts de rayonnement et de météorites dans l'environnement spatial, alors qu'Ahuna Mons est plus claire que ses environs.
"Nous sommes confiants qu'Ahuna Mons s'est formé dans les derniers milliard dd'années, et probablement dans les quelques cent millions d'années passéEs," a indiqué Ruesch. C'est relativement nouveau géologiquement, étant donné que notre système solaire a environ 4,5 milliards d'années. Un jeune volcan sur Cérès étonne parce que Cérès est un petit monde, avec un diamètre à peu près de la largeur du Texas, et de petits corps comme celui-ci devrait rapidement perdre la chaleur de leur formation. "Ahuna Mons nous indique que Cérès a toujours assez de chaleur pour produire un cryovolcan," relativement récent, dit Ruesch.
L'activité des volcans de glace est trouvée ailleurs dans notre système solaire. Par exemple, la lune Enceladus de Saturne a des fontaines de particules mêlées de glaces coulant de fissures dans la croûte glaciale à son pôle sud. Enceladus est encore plus petite que Cérès; sa chaleur est produite en son sein par la gravitation des lunes et de Saturne voisins. Cérès est un monde isolé; elle n'a aucun voisin pour lui fournir une attraction gravitionelle significative.
"Il n'y a rien qui ressemble à Ahuna Mons dans le système solaire," a dit Lucy McFadden du centre Goddard de la NASA, co-auteur du papier. "C'est le premier cryovolcan que nous avons vu qui a été produit par un mélange de saumure et d'argile." Les mondes solides dans notre système solaire forment un continuum de matériaux plus lourds et plus denses, plus près du soleil, tel que les planètes terrestres rocheuses, aux matériaux moins denses et plus volatils plus lointains, comme les lunes glaciales des planètes géantes et les objets de ceinture de Kuiper. "Cérès, qui orbite entre Mars et la planète gazeuse géante Jupiter, est intéressante parce qu'elle semble être un objet de transition qui n'est pas complètement rocheux, mais qui n'est pas entièrement un monde de glace non plus," a dit McFadden.
L'équipe projette d'utiliser le spectromètre dans le visible et l'infrarouge de la sonde Dawn pour déterminer la composition extérieure d'Ahuna Mons. Le spectromètre détecte les signatures uniques trouvées dans la lumière réfléchie des minerais pour les identifier. Cérès a un encore d'autres caratéristiques en dômes dans d'autres endroits, mais ils semblent plus anciens car ils sont plus larges et marqués plus fortement par des cratères. On ne sait pas si ce sont réellement des cryovolcans ou s'il y a le moindre rapport entre eux et Ahuna Mons. On e sait pas non plus s'il y a le moindre lien entre Ahuna Mons et les régions lumineuses mystérieuses vues dans des centaines d'endroits sur Cérès. En conclusion, l'équipe veut apprendre s' il y a quelque chose de spécial au sujet d'Ahuna Mons.
La recherche a été soutenue par le programme Postdoctoral de la NASA au centre Goddard, administré par l'Association de Recherches Spatiales Universitaires par un contrat avec la NASA.
Dawn a été lancée le 27 septembre 2007. C'est la première mission pour visiter une planète naine, et la première mission en dehors du système de Terre-lune avec deux cisbles distinctes. Après avoir orbité autour de Vesta pendant 14 mois dans 2011 et 2012, elle est arrivé vers Cérès le 6 mars 2015. La mission est contrôlée par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA, à Pasadena, Californie, pour la direction des missions scientifiques de la NASA à Washington. Dawn est un projet du programme Discovery, contrôlé par le centre de vol spatial Marshall de la NASA à Huntsville, Alabama.
Bill Steigerwald
Source:
Le secteur le plus lumineux sur Cérès, situé dans le mystérieux cratère Occator, a la concentration la plus élevée de minerais carbonatés jamais vue à l'extérieur de la terre, selon une nouvelle étude des scientifiques de la mission Dawn de la NASA. L'étude, publiée en ligne dans le journal Nature, est l'un de deux nouveaux papiers au sujet de la composition de Cérès.
"C'est la première fois que nous voyons ce genre de matériau ailleurs dans le système solaire en une si grande quantité," a dit Maria Cristina De Sanctis, auteur principal et investigatrice du spectromètreen mode visible et infrarouge de Dawn. De Sanctis est basée à l'Institut National d'Astrophysique de Rome.
Agé d'environ 80 millions d'années, Occator est considéré comme un jeune cratère. Il a 92 kilomètres de large, avec un puits central d'environ 10 kilomètres de large. Une structure de dôme au centre, couverte d'un matériau fortement réfléchissant, a des ruptures radiales et concentriques au-dessus et autour de lui.
L'étude de De Sanctis constate que le minerai dominant de ce secteur brillant est le carbonate de sodium, un genre de sel trouvé sur terre dans les environnements hydrothermiques. Ce matériel semble être venu de l'intérieur de Cérès, parce qu'un asteroïde de passage ne pourrait pas l'avoir apporté. Le soulèvement de ce matériel suggère que les températures à l'intérieur de Cérès soient plus chaudes que ce que l'on pensait précédemment. L'impact d'un asteroïde sur Cérès peut avoir aidé à remonter ce matériau du sous-sol, mais les chercheurs pensent qu'un processus interne a également joué un rôle.
Plus étonnant, les résultats suggèrent que de l'eau liquide ait pu avoir existé sous la surface de Cérès dans des temps géologiques récent. Les sels pourraient être des restes d'un océan, ou des eaux superficielles localisées, qui ont atteint la surface et ont ensuite gelé il y a des des millions d'années.
"Les minerais que nous avons trouvés à Occator dans le secteur brillant central exigent un changement par de l'eau," dit De Sanctis. "Les carbonates soutiennent l'idée que Cérès a eu une activité hydrothermique intérieure, qui a poussé ces matériaux sur la surface à Occator."
Le spectromètre en mode visible et infrarouge du vaisseau spatial examine comment diverses longueurs d'onde de la lumière du soleil sont reflétées par la surface de Cérès. Ceci permet à des scientifiques d'identifier les minerais qui sont probablement la cause de ces signaux. Les nouveaux résultats viennent du composant infrarouge de l'appareil, qui examine Cérès dans les longueurs d'onde de la lumière trop longues pour que que l'oeil les voie.
L'année dernière, dans une étude Nature, l'équipe de De Sanctis a rapporté que la surface de Cérès contient des phyllosilicates ammoniaqués, ou des argiles contenant de l'ammoniaque. Puisque l'ammoniaque est abondante dans le système solaire externe, ceci renforce l'idée que Cérès a pu s'être formée près de l'orbite de Neptune et avoir migré vers l'intérieur. Alternativement, Cérès a pu s'être formée plus près de sa position actuelle entre Mars et Jupiter, mais avec du matériel accumulé du système solaire externe.
Les nouveaux résultats trouvent également des sels contenant de l'ammoniaque - du chlorure d'ammonium et/ou du bicarbonate du d'ammonium -- dans le cratère d'Occator. Le carbonate trouvé renforce encore le rapprochement de Cérès avec les mondes glacials dans le système solaire externe. L'ammoniaque, en plus du carbonate de sodium et du bicarbonate de soude trouvés à Occator, a été détectée dans les geysers d'Enceladus, une lune glaciale de Saturne connue pour ses geysers éclatant depuis des fissures dans sa surface. De tels matériaux font de Cérès un lieu intéressant pour les études d'astrobiologie.
"Nous devrons chercher si Cérès beaucoup d'autres secteurs brillants contiennent également ces carbonates," dit De Sanctis.
Une étude séparée dans Nature en 2015 par des scientifiques de l'équipe gérant la caméra de Dawn avait présumé que les secteurs brillants contiennent un genre différent de sel: du sulfate de magnésium. Mais les nouveaux résultats suggèrent que le carbonate de sodium soit le constituant plus probable.
"C'est stupéfiant, tout ce que nous avons été capables s'apprendre sur l'intérieur de Cérès par les observations de Dawn de ses propriétés chimiques et géophysiques. Nous nous attendons à ecnore plus de découvertes que nous extrayons de ce trésor de données," a dit Carol Raymond, investigatrice principale adjointe pour la mission Dawn, basée au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie.
Les membres de l'équipe scientifique de Dawn ont également publié une nouvelle étude au sujet de la composition de la couche externe de Cérès dans Nature Geoscience, basée sur des images de la caméra de Dawn. Cette étude, menée par Michael Bland de l'U.S. Geological Survey, à Flagstaff, Arizona, constate que la plupart des plus grands cratères de Cérès sont relaivement enfoncés dans les terrains environnants , de plus de 1 mille (2 kilomètres), signifiant qu'ils ne se sont pas déformés beaucoup au courps des milliards d'années. Ces profondeurs significatives suggèrent que la sous-surface de Cérès ne soit pas de plus de 40 pour cent de glace par volume, et le reste peut être un mélange de roche et de matériaux à basse densité tels que des sels ou des composés de produits chimiques appelés clathrates. L'aspect de quelques cratères peu profonds suggère qu'il pourrait y avoir des variations de glace et de contenu rocheux dans la sous-surface.
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Commentaire:
Les premières images de Cérès par la sonde Dawn en mars 2016 ont révélé des zones claires, qualifiées par certains de "points lumineux inexpliqués" à sa surface. Cela a suscité de nombreuses théories plus ou moins farfelues: de la glace, du sel, des éruptions volcaniques, des traces d’une activité extraterrestre?
Une nouvelle étude publiée dans la revue Nature suggère aujourd'hui que la deuxième proposition serait la bonne. En effet, elle révèle que ces zones brillantes renfermeraient en fait une variété de sulfate de magnésium hydraté.
"La nature des points lumineux de Cérès laisse penser que cette planète possède une couche sous la surface contenant de la glace d’eau salée", selon Andreas Nathues de Max Planck Institute for Solar System Research, qui a mené l’étude. Ce serait des chutes de météorites qui feraient remonter l'eau salée à la surface où elle se sublimerait alors sous les rayons du Soleil. "Le scénario le plus probable est que le processus de sublimation de l’eau glacée débute après l’exposition d’un mélange de glace et de sels minéraux par un impact pénétrant à travers la croûte supérieure isolante", indique l’étude. En effet, les 130 zones brillantes environ coïncident presque toutes avec un cratère d’impact. L’aire la plus active et possédant le plus de taches lumineuses est d’ailleurs située dans le cratère Occator, le plus grand de la planète naine, mesurant plus de 90 km de diamètre et 4 km de profondeur.
