Церера, которая находится в поясе астероидов внутри Солнечной системы, когда-то могла быть покрыта океаном, но медленно превратилась в гигантский, мутный ледяной шар.

Но трое исследователей из Университета Пердью и Лаборатории реактивного движения (JPL) НАСА теперь считают, что Церера является в основном ледяным объектом, который, возможно, когда-то был мутным океаном. Свои выводы они опубликовали в журнале Nature Astronomy. В исследовании команда использовала компьютерное моделирование того, как кратеры на Церере деформируются в течение миллиардов лет.

"Мы считаем, что у поверхности Цереры есть много водяного льда, и что постепенно вода становится все менее ледяной по мере погружения глубже", - сказал соавтор исследования Майк Сори, доцент кафедры наук о Земле, атмосфере и планетах Университета Пердью.

"Раньше люди думали, что если Церера очень ледяная, то кратеры быстро деформируются со временем, как ледники на Земле, или как липкий текущий мед.  Однако мы показали с помощью наших симуляций, что лед может быть намного прочнее в условиях Цереры, чем предполагалось ранее, если добавить к нему лишь небольшое количество твердой породы".

Открытие команды противоречит предыдущим представлениям о том, что Церера была относительно сухой. Общепринятым было предположение, что Церера состоит менее чем на 30% изо льда, но команда Сори теперь считает, что ее поверхность больше похожа на 90% льда.

"Наша интерпретация всего этого заключается в том, что раньше Церера была "океаническим миром", как Европа (один из спутников Юпитера), но с грязным, мутным океаном", - говорит Сори. "Со временем этот мутный океан замерз и образовал ледяную корку с небольшим количеством застрявшего каменистого материала".

Руководитель исследования Ян Памерло, аспирант Университета Пердью, объяснил, как они использовали компьютерные симуляции для моделирования того, как происходит релаксация кратеров на Церере в течение миллиардов лет.

"Даже твердые вещества текут в течение длительного времени, и лед течет быстрее, чем каменистые породы. Кратеры имеют глубокие чаши, которые создают высокие напряжения, которые затем расслабляются до состояния с меньшими напряжениями, что приводит к образованию более мелкой чаши путем потока твердого тела", - говорит он. "Таким образом, после миссии НАСА Dawn был сделан вывод, что из-за отсутствия расслабленных, неглубоких кратеров, кора не может быть настолько ледяной. Наши компьютерные симуляции показали, что лед может течь с небольшим количеством не ледяных примесей, что позволило бы очень богатой на лед коре едва течь даже в течение миллиардов лет. Таким образом, мы могли бы получить богатую льдом Цереру, которая все еще соответствует наблюдаемому отсутствию релаксации кратеров. Мы протестировали различные структуры коры в этих симуляциях и обнаружили, что градационная кора с высоким содержанием льда у поверхности, которая с глубиной уменьшается до меньшего количества льда, является лучшим способом ограничить релаксацию кратеров Цереры".

Майк Сори -- планетолог, который специализируется на планетарной геофизике. Его команда занимается внутренним строением планет, связями между внутренним строением и поверхностью планет, и эти вопросы могут быть решены с помощью космических миссий. Его работа охватывает многие твердые тела в Солнечной системе, от Луны и Марса до ледяных объектов за пределами Солнечной системы.

"Церера -- самый большой объект в поясе астероидов, и карликовая планета. Я думаю, что иногда люди считают астероидами маленькие холмистые объекты (и большинство из них таковыми являются!), но Церера на самом деле больше похожа на планету", - говорит Сори. "Это большая сфера, диаметром около 950 километров, на поверхности которой есть кратеры, вулканы и оползни".

27 сентября 2007 года НАСА запустило миссию Dawn. Эта миссия стала первым и единственным космическим аппаратом, который отправился на орбиту двух внеземных объектов -- протопланет Веста и Церера. Хотя он был запущен в 2007 году, Dawn достиг Цереры только в 2015 году. Он вращался вокруг карликовой планеты до 2018 года.

"Мы использовали многочисленные наблюдения, сделанные с помощью данных Dawn, как мотивацию для поиска богатой льдом коры, которая противостояла релаксации кратеров на Церере. Различные особенности поверхности (например, ямы, холмы, оползни и т.д.) свидетельствуют о том, что близкие недра Цереры содержат много льда", - говорит Памерло. "Спектрографические данные также показывают, что под реголитом на карликовой планете должен быть лед, а гравитационные данные дают значение плотности, очень близкое к плотности льда, в частности, нечистого льда. Мы также взяли топографический профиль реального сложного кратера на Церере и использовали его для построения геометрии для некоторых наших симуляций".

Сори говорит, что поскольку Церера является самым большим астероидом, то существовало подозрение, что это мог быть любой ледяной объект, исходя из некоторых оценок его массы, сделанных с Земли. Эти факторы сделали ее отличным выбором для посещения космического аппарата.

"Для меня самая интересная часть всего этого, если мы правы, заключается в том, что мы имеем замерзший океанический мир достаточно близко к Земле. Церера может быть ценной точкой сравнения для ледяных спутников внешней Солнечной системы с океанами, таких как спутник Юпитера Европа и спутник Сатурна Энцелад", - говорит Сори. "Поэтому мы считаем, что Церера является наиболее доступным ледяным миром во Вселенной.  Это делает ее отличной мишенью для будущих космических миссий. Некоторые из ярких особенностей, которые мы видим на поверхности Цереры, -- это остатки мутного океана Цереры, который сейчас большей частью или полностью замерз и извергся на поверхность. Так что у нас есть место для сбора образцов из океана древнего океанического мира, куда не так уж сложно отправить космический аппарат".