Ceres (dwergplaneet)

:Hierdie artikel handel oor die dwergplaneet Ceres. Vir ander artikels met 'n soortgelyke benaming, sien Ceres (dubbelsinnig).


Ceres, amptelik 1 Ceres (simbool: 16px|⚳), is die kleinste dwergplaneet in ons Sonnestelsel. Dit is die enigste een in die asteroïedgordel en dus tussen die wentelbane van Mars en Jupiter. Sy naam is afgelei van Ceres, die Romeinse godin van groeiende plante, die oes en moederliefde.

Ceres is op 1 Januarie 1801 deur Guiseppe Piazzi in Sisilië ontdek. Met ’n deursnee van sowat 950 km is dit verreweg die grootste liggaam met die grootste massa in die asteroïedgordel; dit maak sowat ’n derde van die gordel se massa uit. Ceres is saamgestel uit rots en ys. Omdat dit die eerste asteroïed is wat ontdek is, is dit aanvanklik as ’n planeet beskou. Dit is egter in die 1850's as ’n asteroïed herklassifiseer nadat baie ander voorwerpe met soortgelyke wentelbane ontdek is.

In 2006 is dit weer herklassifiseer: dié keer as 'n dwergplaneet, die enigste een binne die wentelbaan van Neptunus, want met 'n deursnee van 940 km is dit die enigste asteroïed wat groot genoeg is om deur sy swaartekrag in hidrostatiese ewewig, en dus sferies, gehou te word. Weens sy skynbare magnitude van 6,7 tot 9,3 is dit selfs op sy helderste te dof om met die blote oog van die Aarde af te sien, behalwe in uiterse donkerte.

Die Dawn-ruimtetuig het bevind Ceres se oppervlak is 'n mengsel van waterys en gehidreerde minerale soos karbonate en klei. Swaartekragdata dui daarop dat Ceres gedeeltelik gedifferensieer is in 'n modderige ysrotskern en 'n minder digte maar sterker kors met 'n ysvolume van minstens 30%. Ceres se klein grootte beteken enige interne oseaan van vloeibare water wat hy eens kon gehad het, is waarskynlik nou gevries. Dit is egter nie heeltemal toegevries nie: Pekels vloei steeds deur die buitemantel en bereik die oppervlak, wat kriovulkane soos Ahuna Mons toelaat om te vorm teen 'n tempo van sowat een elke 50 miljoen jaar. Dit maak Ceres die naaste bekende kriovulkaniese liggaam aan die Son, en die pekels verskaf 'n potensiële habitat vir mikrobiese lewe.

In Januarie 2014 is emissies van waterdamp om Ceres bespeur, en dit het 'n verganklike, dun atmosfeer bekend as 'n eksosfeer geskep. Dit was onverwags, aangesien groot liggame in die asteroïedgordel gewoonlik nie waterdamp uitskei nie; dit is ’n kenmerk van komete.
Geskiedenis

Ontdekking

In die jare tussen die aanvaarding van heliosentrisme en die ontdekking van Neptunus het verskeie sterrekundiges geredeneer dat wiskundige wette die bestaan voorspel van 'n weggesteekte of vermiste planeet tussen die wentelbane van Mars en Jupiter. In 1596 het die teoretiese sterrekundige Johannes Kepler geglo die verhoudings tussen planetêre wentelbane kan net aan God se ontwerp voldoen as daar nog twee planete is: een tussen Mars en Jupiter, en een tussen Venus en Mercurius. Ander teoretici, soos Immanuel Kant, het gewonder of die gaping deur Jupiter se swaartekrag veroorsaak is.

In 1772 het die Duitse sterrekundige Johann Elert Bode, wat Johann Daniel Titius aangehaal het, 'n formule gepubliseer wat later as die Wet van Titius-Bode bekend geword het, wat blykbaar die wentelbane van die bekende planete voorspel het, buiten 'n gaping tussen Mars en Jupiter waarvoor daar geen verduideliking was nie. Dié formule het voorspel daar behoort nog 'n planeet te wees sowat 2,8 AE, of 420 miljoen km, van die Son af. Die Wet van Titius-Bode het meer geloofwaardigheid verkry met die ontdekking van Uranus in 1781 deur William Herschel naby die voorspelde afstand vir 'n planeet verder as Saturnus. In 1800 het 'n groep onder die redakteur van die Duitse sterrekundige tydskrif Monatliche Correspondenz 'n versoek aan 24 ervare sterrekundiges gestuur en hulle gevra om saam te werk in 'n soektog na die vermeende planeet. Hoewel hulle nie Ceres ontdek het nie, het hulle later die asteroïede 2 Pallas, 3 Juno en 4 Vesta gevind.

Een van die sterrekundiges wat vir die soektog gekies is, was Giuseppe Piazzi, 'n Katolieke priester van Sisilië. Voordat hy 'n versoek ontvang het om by die groep aan te sluit, het Piazzi Ceres op 1 Januarie 1801 ontdek. Piazzi het later siek geword en sy werk onderbreek. Hy het die ontdekking aan twee kollegas bekend gemaak. Hy het aanvanklik gedink Ceres is 'n komeet, "maar omdat sy beweging so stadig en taamlik eenvormig is, het dit verskeie kere by my opgekom dat dit iets anders as 'n komeet kan wees". In April het Piazzi sy hele waarneming na verskeie sterrekundiges gestuur en die inligting is in die September 1801-uitgawe van die Monatliche Correspondenz gepubliseer.

Teen dié tyd het Ceres se skynbare posisie verander (hoofsaaklik vanweë die Aarde se beweging om die Son) en was dit te naby aan die Son se gloed dat ander sterrekundiges die ontdekking kon bevestig. Teen die einde van die jaar sou Ceres weer sigbaar wees, maar ná so 'n lang tyd was dit moeilik om sy presiese posisie te bepaal. Om Ceres weer te kry het die wiskundige Carl Friedrich Gauss, toe 24 jaar oud, 'n doeltreffende manier ontdek om die posisie van 'n wentelbaan te voorspel. Binne 'n paar weke het hy Ceres se wentelbaan voorspel en sy resultate aan die tydskrif gestuur. Op 31 Desember 1801 is Ceres naby die voorspelde posisie herontdek. Op 2,8 AE van die Son af het dit gelyk of Ceres amper perfek aan die Wet van Titius-Bode voldoen. Toe Neptunus in 1846 ontdek is, was dit egter 8 AE nader as wat voorspel is en dit het baie sterrekundiges laat glo die wet is 'n blote toeval.

Ceres se grootte is aanvanklik as te klein of te groot voorspel. Eers in die 1970's, danksy infrarooifotometrie, is sy albedo korrek gemeet en is sy deursnee vasgestel binne 10% van sy ware waarde van 939 km.
Klassifikasie

Die kategorisering van Ceres het meer as een keer verander en was die onderwerp van ietwat van 'n meningsverskil. Bode het geglo Ceres is die "vermiste planeet" waarvan hy die bestaan tussen Mars en Jupiter voorspel het. Ceres het 'n planeetsimbool gekry en is meer as 'n halfeeu lank saam met Pallas, Juno en Vesta as 'n planeet gelys.

Namate ander voorwerpe in die omgewing van Ceres ontdek is, het sterrekundiges begin vermoed Ceres verteenwoordig 'n nuwe klas voorwerpe. In 1802, met die ontdekking van Pallas, het Herschel die term "asteroïed" ("steragtig") vir dié voorwerpe uitgedink en geskryf "hulle lyk so baie soos klein sterre dat hulle skaars van hulle onderskei kan word, selfs deur baie goeie teleskope".

In 1852 het die sterrekundige Johann Franz Encke in die Berliner Astronomisches Jahrbuch gesê die tradisionele stelsel om simbole aan dië klein nuwe voorwerpe toe te ken, is te omslagtig. Hy het 'n nuwe stelsel voorgestel waarvolgens getalle voor hulle naam gevoeg word in die volgorde van ontdekking. Die getalstelsel het aanvanklik begin met die vyfde asteroïed, 5 Astraea, as nommer 1, maar in 1867 is Ceres in die nuwe stelsel aanvaar onder die naam 1 Ceres.

Teen die 1860's het sterrekundiges aanvaar daar is 'n groot verskil tussen die groot planete en asteroïede soos Ceres, hoewel die woord "planeet" nog nie gedefinieer was nie. Toe, in 2006, het die debat om Pluto gelei tot pleidooie dat die term "planeet" gedefinieer word, asook die moontlike herklassifikasie van Ceres as 'n planeet. Een van die kriteria wat die Internasionale Sterrekundige Vereniging (IAU) op 24 Augustus 2006 vir die definisie van 'n planeet aanvaar het, is dat 'n planeet "die omgewing van sy wentelbaan moes skoongevee het". Dit geld nie vir Ceres nie, want hy deel sy wentelbaan met duisende ander voorwerpe in die asteroïedgordel en maak sowat 'n kwart van die gordel se massa uit. Liggame soos Ceres (in die asteroïedgordel) en Pluto (in die Kuipergordel) wat nie aan die skoonveekriterium voldoen nie, is as dwergplanete geklassifiseer.

Sedert die IAU se verklaring in 2006 dat Ceres 'n dwergplaneet is, was daar verwarring oor of dit steeds 'n asteroïed is. Volgens 'n webtuiste van Nasa was Vesta, die tweede grootste voorwerp in die gordel, die grootste asteroïed en die IAU was dubbelsinnig oor die saak. Die Kleinplaneetsentrum, wat sulke voorwerpe katalogiseer, het bepaal dwergplanete kan 'n dubbele klassifikasie hê, en volgens die IAU, USGS en Nasa se gesamentlike Gazetteer is Ceres beide 'n asteroïed en dwergplaneet.

thumb|Die wentelbane van Ceres (rooi; pers), Jupiter en die binneplanete (wit; grys). Bo is Ceres se wentelbaan van bo af gesien en onder van die kant af, met Ceres se baanhelling tot die sonnebaan aangetoon. (Ligter kleure toon die wentelbane bo die sonnebaan, en donkerder kleure onder die sonnebaan.
Wentelbaan

Ceres is in 'n wentelbaan tussen Mars en Jupiter, naby die middel van die asteroïedgordel. Dit wentel elke 4,6 aardjare om die Son. In vergelyking met ander planete en dwergplanete is Ceres se wentelbaan taamlik skuins, maar nie drasties nie. Dit het 'n baanhelling van 10,6° (teenoor Mercurius se 7° en Pluto se 17°). Dit is ook taamlik ovaal, met 'n eksentrisiteit van 0,08 (in vergelyking met Mars se 0,09).

Ceres is nie deel van 'n asteroïedfamilie nie, moontlik vanweë sy groot proporsie ys, want kleiner liggame met dieselfde samestelling sou oor die jare van die sonnestelsel se bestaan tot niks verdamp het. Ceres het, waarskynlik toevallig, 'n soortgelyke samestelling en baanelemente as die lede van die Gefion-familie.

Vanweë hulle klein massas en groot skeidings gaan voorwerpe in die asteroïedgordel selde in resonansie met mekaar. Ceres kan egter ander asteroïede tydelik in 'n 1:1-resonansie vasvang (en hulle tydelike trojane maak), vir tydperke van 'n paar honderdduisend tot 2 miljoen jaar. Altesaam 50 sulke voorwerpe is al geïdentifiseer.
Aswenteling en -helling

thumb|links|Dele van Ceres in permanente skadu's, waar oppervlakys kan versamel.
Ceres se dag (of sy tydperk van rotasie, of aswenteling) duur 9 uur en 4 minute. Dit het 'n ashelling van 4°. Dit is klein genoeg dat Ceres se poolstreke kraters bevat wat permanent in skadu's gehul is en waar waterys mettertyd vasgevang kan word en kan versamel, nes op die Maan en Mercurius. Sowat 0,14% van die watermolekules wat van die oppervlak vrygestel word, sal na verwagting daar beland.

Dawn, die eerste ruimtetuig wat om Ceres gewentel het, het die ashelling vasgestel. Die klein helling beteken Ceres het tans min tot geen afwisseling van seisoene wat sonblootstelling betref nie. Oor 'n tydperk van 3 miljoen jaar het swaartekraginvloede van Jupiter en Saturnus sikliese verskuiwings in Ceres se ashelling meegebring, van 2 tot 20 grade, wat beteken seisoenafwisselings in sonblootstelling het in die verlede voorgekom, die laaste keer sowat 14 000 jaar gelede.

Die kraters wat permanent in die skadu is, het die grootste kans om waterys te behou van uitbarstings of komeetbotsings deur die hele tydperk van die sonnestelsel se bestaan.
Geologie

Ceres is die grootste asteroïed in die hoofasteroïedgordel. Dit is al geklassifiseer as 'n C-tipe, of koolstofhoudende, asteroïed en vanweë die teenwoordigheid van kleiminerale as 'n G-tipe. Sy samestelling is soortgelyk, maar nie identies nie, aan koolstofdraende chondriete.

Dit het 'n ovaal vorm, met 'n deursnee by die ewenaar wat 8% groter as sy polêre deursnee is. Die Dawn-ruimtetuig het sy deursnee gemeet as gemiddeld 939,4 km en sy massa as . Dit beteken Ceres se digtheid is , wat daaarop dui dat 'n kwart van sy massa waterys is.

Ceres beslaan meer as 25% van die geraamde massa van die asteroïedgordel () en sy massa is 3½ keer so groot as dié van die volgende asteroïed, Vesta, maar net 1,3% van die massa van die Maan. Dit is minstens naby aan hidrostatiese ewewig, hoewel sekere afwykings van 'n ewewigvorm nog verduidelik moet word. As veronderstel word dit is in ewewig, is Ceres die enigste dwergplaneet wat altyd binne Neptunus se wentelbaan is. Dit het dieselfde oppervlakte as Argentinië, of sowat 40% van dié van Australië.

Wiskundige modelle dui daarop dat Ceres se rotsagtige materiaal deels gedifferensieer is en dit miskien 'n klein kern het, hoewel die data ooreenstem met dié van 'n liggaam met 'n mantel van gedehidreerde silikate en geen kern nie. Ceres het vermoedelik nie 'n magneetveld nie.
Oppervlak

Samestelling

Ceres se oppervlaksamestelling is homogeen op 'n globale vlak. Dit is ryk aan karbonate en geammonieerde fillosilikate wat deur water verander is, hoewel waterys in die regoliet wissel van sowat 10% by die pole tot baie droër, selfs ysvry, in die ewenaarstreke.

Studies met behulp van die Hubble-ruimteteleskoop onthul dat grafiet, swael en swaeldioksied op Ceres se oppervlak aanwesig is. Die grafiet is die resultaat van ruimteverwering op Ceres se ouer oppervlakke. Laasgenoemde twee is vlugtig onder Ceres se toestande; dit sal na verwagting óf vinnig ontsnap óf in skaduryke kraters vasgevang word, en word verbind met streke met relatief onlangse geologiese akriwiteit.

Toliene, wat gevorm word deur ultravioletsonstraling van eenvoudige verbindings wat koolstof bevat, is in Ceres se Ernutetkrater bespeur, en die grootste deel van die dwergplaneet se oppervlak is ryk aan koolstof, teen sowat 20% wat massa aanbetref. Die koolstofinhoud is meer as vyf keer so hoog as in koolstofhoudende chondrietmeteoriete wat op Aarde ontleed is. Die oppervlakkoolstof toon bewyse van vermenging met produkte van rots-water-interaksies, soos kleie. Dit dui daarop dat Ceres in 'n koue omgewing gevorm het, moontlik anderkant Jupiter se wentelbaan, en dat dit ontstaan het uit die akkresie van ultra-koolstofryke materiale in die teenwoordigheid van water, wat toestande sou verskaf het wat gunstig is vir organiese chemie.

Beeld:PIA21755-CeresMap-CraterNames-20170901.jpg|Swart-wit fotokaart van Ceres, gesentreer op lengtegraad 180° (September 2017).
Beeld:PIA20126-Ceres-PolarRegions-Dawn-20151023.jpg|Ceres se poolstreke (November 2015): noord links en suid regs. Die suidpool is in die skadu.

Kraters

thumb|links|upright=1.5|'n Topografiese kaart van Ceres. Tussen die laagste kratervloere (indigo) en die hoogste pieke (wit) is daar 'n verskil van 15 km. "Ysolo Mons" is intussen hernoem tot "Yamor Mons".

Dawn het onthul dat Ceres 'n oppervlak vol kraters het, maar nie soveel groot kraters as wat verwag is nie. Volgens modelle wat op die vorming van die huidige asteroïedgordel geskoei is, moes Ceres 10 tot 15 kraters gehad het met 'n deursnee van groter as 400 km.

Die grootste bevestigde krater, Kerwan, is egter net 284 km breed. Die waarskynlikste rede hiervoor is die viskoëlastisiteit van die kors wat groter kraters langsamerhand vervlak.

In Ceres se noordpoolstreek is daar veel meer kraters as by die ewenaar. Veral in die oostelike ewenaarstreek is besonder min kraters. Die algehele groottefrekwensie van kraters van tussen 20 en 100 km stem ooreen met vorming tydens die Groot Bombardement, met kraters buite die antieke poolstreke wat waarskynlik deur vroeë kriovulkanisme uitgewis is.

Drie groot, vlak depressies (planitiae) met plat rande is moontlik verweerde kraters. Die grootste een, Vendimia Planitia, is 800 km breed en is die grootste enkele geografiese verskynsel op Ceres. Twee van die drie het hoër as normale konsentrasies ammonium.
Tektoniese verskynsels

Hoewel Ceres nie plaattektoniek het nie, met die meeste van sy oppervlakverskynsels wat óf met impakte óf met kriovulkanisme verbind word, is verskeie potensiële tektoniese eienskappe tentatief op sy oppervlak geïdentifiseer, veral in sy oostelike halfronde. So ontbreek daar 'n verband tussen die Samhain Catenae, kilometergroot lynfrakture op die oppervlak, en impakte. Dit toon 'n sterk ooreenkoms met kraterkettings, wat 'n aanduiding is van geologiese breuke.
Rotse

Dawn het 4 423 rotse op Ceres se oppervlak waargeneem met 'n deursnee van groter as 105 m. Hulle is waarskynlik tydens impakte gevorm en word dus aangetref in of naby kraters, hoewel nie alle kraters rotse bevat nie. Meer groot rotse word by hoër breedtegrade aangetref.


Rotse op Ceres is bros en word vinnig vernietig weens termiese stres (met dagbreek of skemer, want die oppervlaktemperatuur verander vinnig) en meteorietimpakte.

Hulle maksimum ouderdom word geraam op sowat 150 miljoen jaar, wat veel korter is as op Vesta.
Kriovulkanisme

Ceres het een prominente berg, Ahuna Mons. Dié piek lyk of dit 'n kriovulkaan is en het min kraters, wat dui op 'n maksimum ouderdom van nie meer as 240 miljoen jaar nie. Sy relatief hoë gravitasieveld dui aan dit is dig en bestaan dus uit meer rots as ys. Dit is rofweg lynreg oorkant die Kerwan-krater. Seismiese energie van die Kerwanvormende impak kon aan die teenoorgestelde kant van Ceres gekonsentreer het en die buitenste lae van die kors gebreek het om kriomagma na die oppervlak te laat beweeg.

'n Rekenaarsimulasie het in 2018 gewys kriovulkane op Ceres word oor verskeie honderd miljoene jare vlakker nadat hulle eers gevorm het. Die span het 22 verskynsels geïdentifiseer as sterk kandidate vir kriovulkane op Ceres se oppervlak. Volgens modelle het een kriovulkaan oor die afgelope miljard jaar gemiddeld elke 50 miljoen jaar op Ceres gevorm. Die uitbarstings kom nie eweredig op Ceres voor nie, maar kan verbind word met antieke impakkraters.

'n Onverwagte getal kraters op Ceres het sentrale kuile, moontlik vanweë kriovulkaniese prosesse, terwyl ander sentrale pieke het. Honderde helder kolle (faculae) is deur Dawn waargeneem – die helderste hiervan was in die middel van die 80 km diep Occator-krater. Die helder kol in die middel van Occator word Cerealia Facula genoem, en die groep helder kolle oos daarvan Vinalia Faculae.

'n Mistigheid hang van tyd tot tyd bo Cerealia, wat die hipotese ondersteun dat die een of ander vorm van uitgassing of verdampende ys die helder kolle veroorsaak. In Maart 2016 het Dawn besliste getuienis van waterys by die Oxo-krater op Ceres ontdek.
Interne struktuur

thumb|'n Drielaagmodel van Ceres se interne struktuur:
|links

Die aktiewe geologie van Ceres word deur ys en pekel aangedryf. Water wat uit rots sypel, het 'n soutinhoud van omtrent 5%. Ceres is altesaam omtrent 50% water volgens volume (in vergelyking met 0,1% vir die Aarde) en 73% rots volgens massa.

Swaartekragmetings van Dawn het drie mededingende modelle vir Ceres se binnekant geskep. In die drielaagmodel bestaan Ceres vermoedelik uit 'n dik buitenste laag van sowat 40 km ys, soute en gehidreerde minerale en 'n modderige mantel van gehidreerde rots, soos kleie, wat geskei word deur 'n laag van 60 km modderige mengsel van pekel en rots. Dit is onmoontlik om te sê of Ceres se diep binnekant vloeistof of 'n kern van digte materiaal ryk aan metaal bevat, maar die lae sentrale digtheid dui daarop dat dit 'n poreusheid van omtrent 10% het.

Ceres se minerale samestelling kan net (indirek) bepaal word vir sy buitenste 100 km. Die soliede buitenste kors van 40 km is 'n mengsel van ys, soute en gehidreerde minerale. Daaronder is 'n laag wat 'n klein hoeveelheid pekel kan bevat. Dit strek tot by 'n diepte van omtrent 100 km. Onder dié laag is vermoedelik 'n mantel wat oorheers word deur gehidreerde rotse soos kleie.

In een tweelaagmodel bestaan Ceres uit 'n kern van chondrules en 'n mantel van gemengde ys en mikrongroot soliede stofdeeltjies ("modder"). Die sublimasie van ys op die oppervlak sal 'n deposito van gehidreerde stofdeeltjies agterlaat wat miskien 20 m dik is. Die omvang van die differensiasie stem ooreen met die data van 'n groot kern van 360 km van 75% chondrules en 25% stofdeeltjies en 'n mantel van 75% ys en 25% stofdeeltjies tot 'n klein kern van 85 km wat feitlik heeltemal bestaan uit stofdeeltjies en 'n mantel van 30% ys en 70% stofdeeltjies.

Met 'n groot kern behoort die kern-mantelgrens warm genoeg te wees vir holtes met pekel. Met 'n klein kern behoort die mantel onder 110 km vloeibaar te bly. In laasgenoemde geval kan 'n 2%-vriesing van die vloeistofreservoir die vloeistof genoegsaam saampers om 'n deel daarvan na die oppervlak te dwing en kriovulkanisme te veroorsaak.
Atmosfeer

In 2017 het Dawn bevestig dat Ceres 'n verganklike atmosfeer van waterdamp het. Tekens van 'n atmosfeer is vroeg in 2014 deur die Herschel-ruimtesterrewag bespeur in die vorm van waterdamp by die middelste breedtegrade. Dit was nie meer as 60 km dik nie. Die Keck-sterrewag het twee moontlike bronne, wat Piazzi (123°O, 21°N) en Streek A (231°O, 23°N) gedoop is, in die nabyinfrarooi waargeneem as donker kolle (Streek A het ook 'n helder kern).

Moontlike meganismes vir die dampvrystelling is sublimasie van sowat 0,6 km2 blootgestelde oppervlakys, kriovulkaniese uitbarstings vanweë interne hitte of die samepersing van 'n ondergrondse oseaan vanweë die verdikking van 'n boonste laag ys. In 2015 het die Brits-Amerikaanse sterrekundige David Jewitt Ceres ingesluit op sy lys aktiewe asteroïede.

Oppervlakwaterys is onstabiel op afstande van minder as 5 AE van die Son af, en daarom sal dit na verwagting sublimeer as dit direk aan sonstraling blootgestel word. Waterys kan van Ceres se diep lae na die oppervlak beweeg, maar in 'n kort tyd ontsnap. Sublimasie sal na verwagting minder wees as Ceres op sy verste afstand van die Son is, hoewel die intern aangedrewe emissies nie deur sy posisie in sy wentelbaan beïnvloed sal word nie. Die beperkte data wat voorheen beskikbaar was, het gedui op komeetagtige sublimasie, maar daaropvolgende data deur Dawn dui sterk daarop dat deurlopende geologiese aktiwiteit minstens gedeeltelik verantwoordelik kan wees.

Studies met behulp van Dawn se gammastraal-en-neutronopspoorder (GRaND) onthul dat Ceres elektrone van die sonwind versnel; die mees aanvaarde hipotese is dat dié elektrone versnel word deur botsings tussen die sonwind en 'n dun eksosfeer van waterdamp.

thumb|'n Verbeterde Hubble-foto van Ceres, die beste wat nog van die Aarde af geneem is, 2004
Oorsprong en evolusie

Ceres is een van drie oorblywende protoplanete wat 4,56 miljard jaar gelede in die sonnestelsel gevorm het, saam met Pallas en Vesta. Die res het óf met planete saamgesmelt óf in botsings uitmekaargespat, of hulle is deur Jupiter uit die sonnestelsel geskiet.

Ondanks sy huidige ligging, stem Ceres se samestelling nie ooreen met 'n voorwerp wat in die asteroïedgordel ontstaan het nie. Dit lyk waarskynliker dat dit tussen die wentelbane van Jupiter en Saturnus gevorm en na die asteroïedgordel gestoot is toe Jupiter uitwaarts migreer het. Die ontdekking van ammoniaksoute in die Occator-krater steun 'n oorsprong in die buitenste sonnestelsel, want ammoniak is veel volopper in dié streek.

Die vroeë geologiese evolusie van Ceres was afhanklik van die hittebronne wat tydens en ná sy vorming beskikbaar was: impakenergie vanweë die akkresie van planetesimale en die verval van radionukliede. Dit was moontlik genoeg om Ceres kort ná sy vorming te laat differensieer in 'n rotsagtige kern en ysmantel, of selfs 'n vloeibare wateroseaan. Dié wateroseaan sou 'n yslaag onder die oppervlak agtergelaat het toe dit vries.

Die feit dat Dawn geen bewyse van so 'n laag ontdek het nie, dui daarop dat Ceres se oorspronklike kors minstens gedeeltelik vernietig is deur latere impakte wat die ys laat meng het met die soute en silikaatryke materiaal van die antieke seebodem en die materiaal daaronder.

Daar is verbasend min groot kraters op Ceres, wat daarop dui dat viskoëlastisiteit en kriovulkanisme ouer geologiese verskynsels uitgewis het. Die teenwoordigheid van kleie en koolstowwe vereis chemiese reaksies by temperature bo 50 °C, wat in ooreenstemming is met hidrotermiese aktiwiteit.

Ceres het mettertyd geologies heelwat minder aktief geraak en sy oppervlak word nou deur slagkraters oorheers. Bewyse deur Dawn dui egter daarop dat interne prosesse Ceres se oppervlak in 'n groot mate bly verander het, in sterk teenstelling met Vesta en met vorige voorspellings dat Ceres vroeg in sy geskiedenis geologies onaktief sou gewees het weens sy klein grootte.
Moontlike bewoonbaarheid

thumb|Waterstofkonsentrasie (blou) in die boonste meter van die [[regoliet dui op die teenwoordigheid van waterys.]]
Hoewel Ceres nie aktief bespreek word as 'n moontlike tuiste vir mikrobiese buiteaardse lewe soos Mars, Europa, Enkelados en Titaan nie, het dit die meeste water van enige liggaam in die binneste sonnestelsel naas die Aarde, en die moontlike pekelgevulde holtes onder sy oppervlak kan habitats vir lewe verskaf. Hoewel dit nie getyverhitting ondervind soos Europa of Enkelados nie, is dit na genoeg aan die Son en bevat dit genoeg langlewe- radioaktiewe isotope om vloeibare water onder sy oppervlak vir lang tye te bewaar. Die bespeuring van organiese samestellings en die teenwoordigheid van water wat met 20% koolstof (volgens massa) naby die oppervlak gemeng is, kan toestande skep wat gunstig vir organiese chemie is.

Van die biochemiese elements is Ceres ryk aan koolstof, waterstof, suurstof en stikstof, maar fosfor is nog nie bespeur nie. Dawn het ook nie swael bespeur nie, hoewel UV-waarnemings deur Hubble daarop gedui het.
Waarneming en verkenning

Waarneming

Wanneer Ceres naby sy perihelium in opposisie is, kan dit 'n skynbare magnitude van +6,7 bereik. Dit is te dof om met die gemiddelde blote oog te sien, maar onder ideale omstandighede sal sommige mense dit kan sien. Vesta is die enigste ander asteroïed wat gereeld 'n soortgelyke magnitude kan bereik, terwyl Pallas en Iris dit net bereik wanneer hulle naby perihelium in opposisie is. Wanneer Ceres in konjunksie is, het dit 'n magnitude van sowat +9,3, wat die dofste voorwerpe is wat met 'n 10×50-verkyker gesien kan word, dus op 'n natuurlik donker en helder nag om en by met nuwemaan.

Op 13 November 1984 is 'n okkultasie van die ster BD+8°471 deur Ceres in Mexiko, Florida en oor die hele Karibiese See gesien, en dit het beter metings moontlik gemaak van sy grootte, vorm en albedo. Op 25 Junie 1995 het Hubble ultravioletbeelde van Ceres geneem met 'n 50 km-resolusie. In 2002 het Keck infrarooibeelde verkry met 'n 30 km-resolusie.

Voor die Dawn-sending is net 'n paar oppervlakeienskappe van Ceres ondubbelsinnig uitgeken. Hubble het in 1995 ultravioletbeelde van Ceres geneem wat 'n donker kol op sy oppervlak wys; dit is "Piazzi" gedoop ter ere van Ceres se ontdekker. Eers is gedink dit is 'n krater, maar foto's in sigbare lig in 2003 en 2004 deur Hubble wys 11 herkenbare oppervlakverskynsels, waarvan die aard onbepaald was. Een van hulle het met Piazzi ooreengestem. Nabyinfrarooi beelde deur Keck in 2012 wys helder en donker eienskappe wat saam met Ceres se rotasie beweeg. Daar is aangeneem twee donker, ronde kolle is kraters; een het 'n helder kern gehad en die ander een het met Piazzi ooreengestem.

duimnael|'n Kunstenaar se voorstelling van die Dawn-ruimtetuig wat sy ioonenjin afvuur, met Vesta links, Ceres regs en die asteroïedgordel op die agtergrond.
Dawn sou eindelik onthul Piazzi is 'n donker streek in die middel van die Vendimia Planitia, naby die krater Dantu, en die ander donker kol is in die Hanami Planitia en naby die krater Occator.
Dawn-sending

Vroeg in die 1990's het Nasa die Discovery-program aangekondig wat beplan is as 'n reeks laekoste-wetenskapsendings. In 1996 het die program se studiespan 'n sending met 'n hoë prioriteit voorgestel vir die verkenning van die asteroïedgordel deur 'n ruimtetuig met 'n ioonenjin. Geld was egter vir meer as 'n dekade 'n probleem, maar in 2004 het die Dawn-ruimtetuig sy kritieke ontwerpinspeksie geslaag.

Dawn was die eerste ruimtesending na Vesta en Ceres en is op 27 September 2007 gelanseer. Op 3 Mei 2011 het die tuig sy eerste foto van Vesta op 'n afstand van 1 200 000 km geneem. Nadat Dawn 13 maande lank om Vesta gewentel het, het dit sy ioonenjin gebruik om na Ceres te vlieg. Dit is op 6 Maart 2015 deur dié dwergplaneet se swaartekrag aangetrek, vier maande voor die New Horizons se verbyvlug van Pluto.

thumb|links|'n Animasie van Dawn se wentelbaan om Ceres van 1 Februarie 2015 to 1 Februarie 2025.
Die ruimtetuig se instrumente het 'n kamera, sigbarelig- en infrarooi-spektrometer en gammastraal-en-neutronopspoorder ingesluit. Daarmee is Ceres se vorm en elementsamestelling ondersoek. Op 13 Januarie 2015, toe Dawn na aan Ceres was, het dit sy eerste foto's met 'n resolusie amper soortgelyk aan dié van Hubble geneem, en impakkraters en 'n klein kol met 'n hoë albedo op die oppervlak onthul.

Nog foto's, met nóg hoër resolusies, is op 25 Januarie; 4, 12, 19 en 25 Februarie; 1 Maart; en 10 en 15 April geneem.

Volgens plan moes Dawn die dwergplaneet uit 'n reeks ronde, al hoe laer poolomwentelings bestudeer. Dit het op 23 April 2015 in sy eerste wentelbaan op 'n hoogte van 13 500 km gegaan en sowat 15 dae daar gebly. Sy hoogte is daarna tot 4 400 km verminder (vir drie weke), toe tot 1 470 km (vir twee maande) en eindelik tot 375 km vir minstens drie maande.

In Oktober 2015 het Nasa 'n warekleurfoto van Ceres uitgereik wat deur Dawn geskep is. In 2017 is die tuig se sending verleng vir 'n reeks nader wentelbane totdat sy hidrasien, wat gebruik word om hom in sy wentelbaan te hou, opraak. Van Junie tot Oktober 2018 het Dawn op afstande van 35 km tot 4 000 km om Ceres gewentel.

Die sending het op 1 November 2018 geëindig nadat die tuig se brandstof opgeraak het.
Verwysings
Eksterne skakels

*


Kategorie:Dwergplanete
Kategorie:Asteroïede