Церера: планетата джудже с огромен потенциал за живот

Церера е най-големият обект в астероидния пояс между Марс и Юпитер, който бе изследван от космическия апарат Dawn на НАСА. Едно от най-изненадващите открития на тази мисия е, че на Церера има сложна органична материя. Това откритие на алифатни молекули, съставени от въглеродни и водородни вериги, в съчетание с доказателствата, че Церера има изобилие от лед и би могла да бъде океански свят, означава, че тази планета джудже някога може да е съдържала основните съставки, свързани с живота, какъвто го познаваме.

Как алифатните органични съединения са се появили на Церера е обект на интензивни изследвания след откриването им през 2017 г. Някои проучвания стигат до заключението, че комета или друг богат на органични вещества космически обект ги е доставил на Церера; други предполагат, че молекулите са се образували на планетата джудже, след като първичните ѝ материали са били променени от солена вода. Но независимо от произхода им, органичните вещества на Церера са били изложени на многобройните удари, които са раздробили повърхността ѝ. Сега ново проучване, представено на срещата GSA Connects 2023 на Геологическото дружество на Америка, разширява разбирането на учените за това как ударите са повлияли на алифатните молекули на Церера – какво означава това за определяне на техния произход, както и за оценка на пригодността на планетата джудже за живот.

„Първоначално органичните вещества бяха открити в близост до голям ударен кратер, което ни накара да проучим как ударите влияят на тези органични вещества“, казва Тарик Дали, планетолог от Лабораторията по приложна физика „Джон Хопкинс“, който ръководи изследването. „Установихме, че органичните вещества може да са по-често срещани, отколкото първоначално бе съобщено, и че изглежда са устойчиви на удари при условия, подобни на тези на Церера“.

Влиянието на астероидите

От данните на мисията Dawn Дейли знае, че Церера е покрита с различни по големина кратери, образувани от сблъсъци с други астероиди. Но той все още не знае как тези удари са се отразили на алифатните съединения – информация, която е необходима, за да се определи произходът на органичните вещества и как са се променили техните характеристики след излагането им на многобройните удари в продължение на милиарди години.

„Въпреки че в миналото изследователите са провеждали експерименти с удари и сътресения върху различни видове органични вещества – казва Дейли, – това, което липсваше, беше изследване на вида органични вещества, открити на Церера, с помощта на същия вид аналитичен метод, който космическият апарат Dawn използва за откриването им“.

Това, според него, би позволило директно сравнение между експерименталните и космическите данни.

Дейли работи с екип, включващ Джесика Съншайн, астроном в Университета на Мериленд, и Хуан Ризос, докторант в Университета на Мериленд, който сега е астрофизик в Института по астрофизика на Андалусия в Испания, за провеждане на серия от експерименти на вертикалния стрелкови полигон на НАСА „Еймс“. Експериментите симулираха условия на удар, характерни за Церера, със скорости на удара от 2 до 6 km/s (4400-13000 mph) и ъгли на удара от 15 до 90 градуса спрямо хоризонталната равнина.

Анализът на ефектите от ударите

За експериментите Дали и колегите му са използвали проби от алифатни органични съединения от налични в търговската мрежа източници. Използвали са и инфрачервена отражателна спектроскопия (IRS) – същата техника за анализ на данни, използвана от космическия апарат Dawn за откриване на органичните вещества на Церера. IRS измерва спектъра на отразената светлина от повърхността на даден обект и може да определи химическия състав на тази повърхност.

„Установихме, че при условията на въздействие върху Церера органичните вещества не са унищожени, а само леко променени“, казва Дейли Говец. „Това означава, че те са достатъчно стабилни, за да се запазят дълго време на повърхността на Церера, дори ако са подложени на многократни удари“.

Той добавя, че това означава също, че органични вещества могат да бъдат открити не само в близост до големите ударни кратери, но и на други места на Церера.

Произход на органичните вещества на Церера

Дейли и колегите му също така са сравнили спектрите на органичните вещества преди и след ударите с данните от мисията Dawn. Те откриват, че спектрите на експерименталните проби са сходни с тези, открити на Церера, но не съвпадат напълно. Това може да се дължи на факта, че органичните вещества на Церера имат различен състав или структура от тези, използвани в експериментите.

„Това подсказва, че органичните вещества на Церера имат по-сложен произход, отколкото просто да са доставени от комета или друг импактор“, казва Дали. „Възможно е те да са били синтезирани на Церера или модифицирани от хидротермалната дейност или радиацията“.

Той добавя, че са необходими допълнителни експерименти с различни видове органични вещества и различни условия на въздействие, за да се определи по-добре произходът на тези органични вещества.

Доколко тази планета джудже е подходяща за живот

Дейли и колегите му обсъждат и как резултатите им биха могли да повлияят на оценката на пригодността на Церера за живот. Те отбелязват, че алифатните органични вещества, открити на Церера, са прости и не съдържат азот и/или кислород, които са важни елементи за живота, какъвто го познаваме. Въпреки това те посочват също, че на Церера може да има други видове органични вещества, които все още не са открити, и че органичните вещества могат да са пренесени в по-дълбоките слоеве на Церера, където могат да съществуват по-благоприятни условия за живот.

„Церера е много интересен обект за изучаване на произхода и еволюцията на органичната материя в Слънчевата система“, казва Дали Говец. „Тя също така може да бъде потенциален обект за търсене на живот извън Земята, въпреки че това изисква допълнителни изследвания“.

Той се надява, че работата му ще бъде полезна за бъдещи мисии до Церера, като например предложената от НАСА мисия DESTINY+, чийто старт е планиран за 2024 г.