Записки дилетанта: Що ж розповів Dawn про Весту

вівторок, 3 березня 2015 р.

Що ж розповів Dawn про Весту

Кратер Cornelia. Опис - нижче.

Колись вже описував, як виглядала для нас Веста до прильоту Dawn, та як вона почала проявлятися перед очима: "Перші результати Dawn з Вести. Остання фото -- 25 км на піксель!", "Наближаючись до Вести". Але самі фото --це ще навіть не початок. Користуючись даними від приладів, науковці проводять дослідження будови, геології, історії небесного тіла.

Про попередні дослідження колись давно вже теж писав: "Новини з Вести, кінець 2011". Як там згадується, мені бракує і компетенції і зацікавленості безатмосферними тілами, щоб самому писати про те, що ж вдалося вияснити з того часу. Але недавно [ну, недавно -- на момент написання цього поста] Emily Lakdawalla з The Planetary Society зробила це за мене: "What did Dawn learn at Vesta?". Для тих, хто володіє англійською хоча б базово -- краще читайте оригінальну статтю! А для решти спробую коротко переказати.

Наскільки уточнився візуальний образ Вести, див. згаданий вище мій пост та статтю Емілі. Стосовно науки -- для спеціалістів вийшло багато статей, а для любителів Емілі взяла своєрідне інтерв'ю в заступника наукового керівника проекту (deputy project scientist) Carol Raymond.

На загал, Dawn підтвердив та розширив те, що було відомо до нього. В чергу чергу мова про "вестіанські" метеорити -- три сімейства метеоритів, які пов'язували із Вестою, через схожі спектральні характеристики та ряд інших рис. Це ховардити (? -- Howardite), евкріти (?? -- Eucrites), та діогеніти (Diogenite), які разом утворюють сімейство HED-метеоритів (детальніше про них див. тут). Евкріти (?) за складом є типовими для планетарної кори, діогеніти, схоже, походять з мантії, а ховардити являють собою суміш тих двох. Тобто, очікувалося, що Веста диференційована.

Отож, виявилося:

На ній є два гігантських кратери, старий, Veneneia, (діаметром 375 км) та новіший, Rheasilvia, (діаметр 475 км, при середньому діаметрі Вести 524 км):

Вигляд зі сторони південного полюсу Вести. Топографічна карта, колір відображає відносну висоту (синій - низини, зелений - середній рівень, червоний - підвищення). Видно, що кратерів таки два! Проекція, ймовірно, полярна стереографічна.
(c) NASA / JPL / UCLA / MPS / DLR / IDA

Тобто, "засоби доставки" метеоритів були -- масштабні зіткнення, здатні викинути багато матеріалу на орбіту навколо Сонця.

Гравітаційні дані показують, що густина з глибиною зростає, підтверджуючи припущення про диференціювання Вести -- вона ближча до повноцінних планет, ніж до безструктурних астероїдів.
Дані по елементному хімічному складу (від спектрометра нейтронів GRaND) та інфрачервоні спекти (від VIR) підтверджують походження метеоритів: більша частина поверхні виглядає як ховардити, що не дивно --- гігантські удари, які "підняли" на поверхню мантію відбулися давно, з того часу менші зіткнення встигли ретельно все перемішати.

Паралельно виявилося, що не тільки Веста ділилася своїм матеріалом, але й на ній самій є багато чужого -- на ній багато гідратованого матеріалу, який там явно не очікувався! Для гідратації потрібна вода, а на Весті явно занадто жарко, щоб вода там могла тривалий час існувати. При чому, він асоціюється із давньою поверхнею (типу евкрітів -- eucrite-like) та загадковим темним матеріалом. Крім того, в ховардитах, крім суміші діогенітів та евкрітів присутні ще вуглецеві хондрити -- а вуглецю на Весті очікувати теж не доводиться.

Темний матеріал на стінка кратера -- такі собі "потоки", ніби чорнило протекло. Майже по центру кратер Aelia, діаметром 4.3 км. (Ліворуч зверху -- Rufillia, 15.8 км). Мозаїка двох фото, зроблених 10 січня і 30 квітня 2012, зблизька (LAMO), "розфарбовані" даними про колір із зображення, зробленого з великої висоти (HAMO) 4 жовтня 2014 р.

(c) NASA / JPL / UCLA / MPS / DLR / IDA / Björn Jónsson

Я про цей темний матеріал попередні рази не розповідав -- не дуже знав як. Суть в тому, що іноді видно загадкові темні плями -- на стінках кратерів, іноді навіть маленьких вторинних. Однак в інших кратерах цього темного матеріалу немає. А в двох місцях він трапляється на великій відносній висоті.

Карта розташування темного матеріалу. Червона лінія -- залишок стінок кратера Veneneia, чорна -- стінки Rheasilvia. (Наочно видно, який він величезний -- співмірний із розміром Вести). Зірочками показано, де темний матеріал є на височинах.
(c) NASA / JPL / UCLA / MPS / DLR / IDA / map by Vishnu Reddy et al.

Група науковців показала ("Delivery of dark material to Vesta via carbonaceous chondritic impacts"), що ймовірним поясненням є наступне. Поміж іншого, матеріал чітко асоціюється із дном та стінками старішого великого кратера, Veneneia. Тому, можна припустити, що цей кратер виник в результаті зіткнення із тілом, що містило багато гідратованих мінералів та вуглецевих хондритів. Якщо зіткнення відбулося на невеликій швидкості (порядку 2 км/с), то значна частина його матеріалу цілком могла залишитися на поверхні. Після чого відбулося зіткнення, що утворило Rheasilvia та засипало астероїд білими викидами. А наступні, дрібніші кратери, періодами оголюють отой чорний шар. Автори чесно зізнаються, що така схема вимагає співпадіння кількох малоймовірних подій, однак альтернативне пояснення -- якісь форми вулканізму, виглядають значно менш ймовірними. Звичайно, темний матеріал міг "бути нанесеним" не тільки одним великим ударом, але й декількома дрібнішими. Як би там не було, асоціація з старою корою пов'язана із тим, що вона вціліла в місцях, не перемішаних наступними великими ударами.

Показано, що удари дуже сильно пошкодили саму внутрішню структуру Вести:

(Клікабельно! Найкраще роздивлятися в повній роздільній здатності.)
Обидві фото -- через прозорий фільтр. Ліворуч -- з роздільною здатністю 260 метрів на піксель (20 серпня 2011, висота 2740 км), праворуч -- 60 метрів на піксель (20 вересня 2011, висота 673 км). На детальнішому зображенні видно, що паралельно основній заглибині йде серія менших, непомітних на лівому фото. Також краще видно іррегулярність переходу від заглибин до навколишньої поверхні.

(с) NASA / JPL / UCLA / MPS / DLR / IDA

До 10% об'єму Вести можуть складати тріщини, що виникли в результаті тих ударів.

Взагалі, геологія Вести дуже різноманітна -- спостерігається ціла колекція різних форм. Ймовірно, це пов'язано із великою кількістю крутих схилів (через малу гравітацію) та зсуванню вздовж них (через те, що гравітація, хоч і мала, все ж помітна).

Показано, що дивна "дірява" поверхня, з якою асоціюються розгалужені канали:

Кратер Корнелія (? -- Cornelia). Мозаїка із 5 кадрів, отриманих під час LAMO, між 11 січня і 13 березня 2012. Розмір -- 30 км, рздільна здатність (в оригіналі) порядку 20 метрів на піксель.

(с) NASA / JPL / UCLA / MPS / DLR / IDA

могла виникати в результаті танення льодових кишеньок, викликане падінням великих метеоритів. Показано, що такі льодяні кишеньки можуть стабільно існувати під поверхнею мільярди років. Правда, поки не зрозуміло, звідки вони там могли взятися...

Ну що ж, чекаємо, що там науковці ще накопають, і що розкаже нам Dawn про Цереру -- свою наступну ціль.