Essendo il corpo più grande nella fascia degli asteroidi, Cerere è stato a lungo una fonte di fascino per gli astronomi. Oltre ad essere l'unico asteroide abbastanza grande da essere arrotondato sotto la propria gravità, è anche l'unico pianeta minore che si trova all'interno dell'orbita di Nettuno. E con l'arrivo del Alba sonda intorno a Cerere nel marzo del 2015, siamo stati trattati da un flusso costante di scoperte scientifiche su questo protopianeta.
L'ultima scoperta, che è stata una sorpresa, ha a che fare con la composizione del pianeta. Contrariamente a quanto precedentemente sospettato, nuove prove dimostrano che Cerere ha grandi depositi di ghiaccio d'acqua vicino alla sua superficie. Questa e altre prove suggeriscono che sotto la sua superficie rocciosa e ghiacciata, Cerere ha depositi di acqua liquida che avrebbe potuto svolgere un ruolo importante nella sua evoluzione.
Queste prove sono state presentate alla riunione dell'American Geophysical Union del 2016, che è iniziata lunedì 12 dicembre a San Francisco. Tra le migliaia di seminari che descrivevano in dettaglio le più grandi scoperte fatte nell'ultimo anno nei settori dello spazio e della scienza della Terra - che includevano gli aggiornamenti della missione Curiosity - i membri del team della missione Dawn hanno condiviso i risultati della loro ricerca, che sono stati recentemente pubblicati in Scienza.
Intitolato "Ampio ghiaccio d'acqua all'interno della regolite acquosa alterata di Cerere: prove della spettroscopia nucleare", lo studio del team di missione descrive in dettaglio come i dati raccolti da dawn Il rivelatore di raggi gamma e neutroni (GRaND) ha determinato le concentrazioni di idrogeno, ferro e potassio nella crosta di Cerere. In tal modo, è stato in grado di porre vincoli sul contenuto di ghiaccio del pianeta e su come la superficie fosse probabilmente alterata dall'acqua liquida all'interno di Cerere.
In breve, lo strumento GRaND ha rilevato alti livelli di idrogeno nella struttura più in alto di Cerere (10% in peso), che è apparso più prominente intorno alle medie latitudini. Queste letture erano coerenti con ampie distese di ghiaccio d'acqua. I dati GRaND hanno anche mostrato che, piuttosto che costituito da uno strato di ghiaccio solido, il ghiaccio avrebbe probabilmente preso la forma di una miscela porosa di materiali rocciosi (in cui il ghiaccio riempie i pori).
In precedenza, si pensava che il ghiaccio esistesse solo in certe regioni craterizzate su Cerere, e si pensava che fosse il risultato di impatti che depositarono ghiaccio d'acqua nel corso della lunga storia di Cerere. Ma come ha affermato Thomas Prettyman - il principale investigatore dello strumento GRaND di Dawn - in un comunicato stampa della NASA, gli scienziati stanno ora ripensando questa posizione:
“Su Cerere, il ghiaccio non è solo localizzato in alcuni crateri. È ovunque e più vicino alla superficie con latitudini più elevate. Questi risultati confermano le previsioni fatte quasi tre decenni fa che il ghiaccio può sopravvivere per miliardi di anni proprio sotto la superficie di Cerere. Le prove rafforzano il caso della presenza di ghiaccio d'acqua vicino alla superficie su altri asteroidi della cintura principale. "
Le concentrazioni di ferro, potassio e carbonio rilevate dallo strumento GRaND supportano anche la teoria secondo cui la superficie di Cerere è stata alterata dall'acqua liquida all'interno. Fondamentalmente, gli scienziati teorizzano che il decadimento degli elementi radioattivi all'interno di Cerere ha creato abbastanza calore da causare la differenziazione della struttura del protoplanet tra un interno roccioso e un guscio esterno ghiacciato - che ha anche permesso ai minerali come quelli osservati di depositarsi sulla superficie.
Allo stesso modo, un secondo studio prodotto dai ricercatori del Max Planck Institute for Solar Research ha esaminato centinaia di crateri in ombra permanente situati nell'emisfero settentrionale di Cerere. Secondo questo studio, apparso di recente in Astronomia della natura, questi crateri sono "trappole fredde", dove le temperature scendono a meno di 11o K (-163 ° C; -260 ° F), impedendo così a tutte le quantità di ghiaccio tranne le più piccole di trasformarsi in vapore e fuggire.
Entro dieci di questi crateri, il team di ricercatori ha trovato depositi di materiale brillante, che ricordano cosa Alba avvistato nel Cratere Occatore. E in uno che era parzialmente illuminato dal sole, dawn lo spettrometro a mappatura infrarossa ha confermato la presenza di ghiaccio. Ciò suggerisce che il ghiaccio d'acqua viene immagazzinato nei crateri più scuri di Cerere in un modo simile a quello che è stato osservato intorno alle regioni polari di Mercurio e Luna.
Da dove proviene quest'acqua (ovvero se è stata depositata o meno dalle meteore) rimane qualcosa di misterioso. Ma a prescindere, mostra che le molecole d'acqua su Cerere potrebbero spostarsi dalle medie latitudini più calde alle regioni polari più fredde e più scure. Ciò conferisce ulteriore peso alla teoria secondo cui Cerere potrebbe avere una tenue atmosfera di vapore acqueo, che è stata suggerita nel 2012-13 in base alle prove ottenute dall'Osservatorio spaziale Herschel.
Tutto ciò si aggiunge al fatto che Cerere è un protopianeta acquoso e geologicamente attivo, uno che potrebbe contenere indizi su come esistesse la vita miliardi di anni fa. Come ha spiegato Carol Raymond, vice investigatore principale della missione Dawn, nel comunicato stampa della NASA:
"Questi studi supportano l'idea che il ghiaccio si sia separato dalla roccia all'inizio della storia di Cerere, formando uno strato crostale ricco di ghiaccio e che il ghiaccio sia rimasto vicino alla superficie durante la storia del sistema solare. Trovando corpi ricchi di acqua in un lontano passato, possiamo scoprire indizi su dove potrebbe essere esistita la vita nel primo sistema solare. "
A luglio, Dawn iniziò la sua fase di missione estesa, che consiste nel condurre diverse altre orbite di Cerere. Attualmente sta volando in un'orbita ellittica a una distanza di oltre 7.200 km (4.500 mi) dal protopianeta. Il veicolo spaziale dovrebbe funzionare fino al 2017, rimanendo un satellite perpetuo di Cerere fino alla fine.
