Сицилійський астроном Джузеппе Піацці помітив Цереру у 1801 році. Він вирішив, що це планета, оскільки в ті роки астрономи не знали про існування астероїдів. Тепер вчені впевнені, що їх величезна кількість. Більшість астероїдів знаходиться у головному поясі астероїдів між Марсом та Юпітером. З того часу світила сперечалися про те, чим Церера є насправді. Її називали карликовою планетою, протопланетою, інколи ж і астероїдом. Але у 2006 році її офіційно класифікували як карликову планету.
Діаметр Церери близько 1000 км і вона знаходиться у поясі астероїдів. Як же там опинилася планета? Згідно з новим дослідженням, Церера сформувалася в поясі астероїдів, за межами Сонячної системи. А потім мігрувала туди, де є зараз. Стаття називається «Динамічне походження карликової планети Церера» та опублікована в журналі Icarus. Ведучий автор — Рафаель Рібейро де Соуза, професор фізики у Державному університеті Сан-Паулу, Бразилія. Про це пише Universe Today.
Половину всієї маси поясу астероїдів складають Церера, астероїди Веста, Паллада та Гігея.
Більшість знань про Цереру отримана завдяки місії NASA Dawn («Світанок»). У рамках неї зонд уперше вийшов на орбіту карликової планети у 2015 році.
Dawn побував і на Весті, і на Церері до того, як у жовтні 2018 року космічний корабель залишився без палива. Тепер він спочиває на стабільній орбіті навколо Церери.
Ця карликова планета — єдине тіло в поясі астероїдів, досить потужне, щоб підтримувати форму сфероїда. Вона має перехідну атмосферу — екзосферу. Сонячне світло перетворює водяний і аміачний лід на пару, але гравітація карликової планети занадто слабка, щоб утримувати його. Це важлива підказка до походження Церери, тому що астероїди зазвичай не випускають пари.
Комети містять леткі льоди, які випаровуються при нагріванні. Ось звідки у них хвости. Комети прибувають із холодних зовнішніх регіонів Сонячної системи, де й одержують крижану кірку. Оскільки Церера має заморожені леткі речовини, як у комети, вчені припускають, що вона також «народилася» в холодніших регіонах Сонячної системи.
«Присутність аміачного льоду є вагомим доказом того, що Церера могла утворитися в найхолоднішому регіоні Сонячної системи за лінією замерзання, при температурах, досить низьких, щоб викликати конденсацію та злиття води та таких летких речовин, як окис вуглецю, двоокис вуглецю та аміак», — сказав Рібейро де Соуза.
Кордон між холоднішою зовнішньою сонячною системою і теплішою внутрішньою сонячною системою називається лінією морозу. Існують певні снігові лінії для різних летких речовин, які замерзають за різних температур. Астрофізики для простоти говорять про одну лінію морозу. Вона близька до орбіти Юпітера, але не завжди була там. Снігова лінія переміщалася в міру еволюції Сонячної системи та раніше була ближчою до Сонця. Ріст планет-гігантів вплинуло і на положення лінії морозу.
«Інтенсивне гравітаційне обурення, викликане зростанням цих планет, могло змінити щільність, тиск і температуру протопланетного диска, змістивши лінію морозу. Це обурення в протопланетному газовому диску могло призвести до того, що планети, що розширюються, мігрували на орбіти ближче до Сонця», — сказав співавтор дослідження Ернесто Вієйра Нето.
У сценарії вчених пояснюється, чому Церера так відрізняється від сусідніх астероїдів.
«Вона почала формуватися на орбіті далеко поза Сатурном, де було багато аміаку. На стадії росту планети-гіганта вона була втягнута в пояс астероїдів як мігрант з зовнішньої Сонячної системи і їй вже 4,5 мільярда років», — сказав Рібейро де Соуза.
Команда провела велику кількість комп’ютерних симуляцій. Моделювання показало, що стадія формування гігантських планет була дуже турбулентною, з розлогими зіткненнями між попередниками Урана і Нептуна, виштовхуванням планет із Сонячної системи й навіть вторгненням у внутрішню область планет втричі масивніше за Землю. Крім того, сильне гравітаційне обурення розкидало всюди об’єкти, схожі на Цереру. Деякі з них цілком могли досягти області поясу астероїдів та зайняти стабільні орбіти.
Моделювання також показало, що Церера є лише одним із багатьох подібних об’єктів, що існували в ранні дні Сонячної системи.
«У минулому за межами орбіти Сатурна знаходилося не менше 3600 об’єктів, подібних до Церери. З такою кількістю об’єктів наша модель показала, що один із них міг бути перенесений і захоплений поясом астероїдів», — пояснив Рібейро де Соуза.