Ugrás a tartalomhoz Lépj a menübe
 


Ceresz

2008.03.20

Ceresz

 

Ceresz

A Ceresz a Hubble űrtávcső felvételén
Felfedezése
Felfedező: Giuseppe Piazzi
Felfedezés ideje: 1801. január 1.
Kisbolygó jelölés: 1 Ceres
Alternatív nevek: A899 OF, 1943 XB, Démétér (Görögo.)
Ideiglenes nevek: Ceres Ferdinandea, Héra
Kategória: törpebolygó
fő aszteroidaöv
Pályaadatok
Epocha: 2005. november 26.
(
JD 2453700.5)[1]
Aphélium távolsága: 447 838 164 km
(2,987 CsE)
Perihélium távolsága: 381 419 582 km
2,545 CsE)
Fél nagytengely: 414 703 838 km
2,765 956 424 CsE[2]
Pálya excentricitása: 0,07976017[2]
Orbitális periódus: 1679,819 naps
4,599 év
Átl. pályamenti sebesség: 17,882 km/s
Közepes anomália: 108,509°
Inklináció: 10,586712°[2]
Felszálló csomó hossza: 80,40696°[2]
Perihélium szöge: 73,15073°[2]
Fizikai tulajdonságok
Egyenlítői sugár: 487,3 ± 1,8 km[3]
Poláris sugár: 454,7 ± 1,6 km[3]
Lapultság: 0,067 ± 0,005[4]
Tömeg: 9.46 ± 0,04·1020 kg[5][6]
Átlagos sűrűség: 2,077 ± 0,036 g/cm³[3]
Felszíni gravitáció: 0,27 m/s²
0.028 g[7]
Szökési sebesség: 0,51 km/s[7]
Sziderikus forgásidő: 0,3781 d
9,074 h[8][9]
Tengelyferdeség: körülbelül 3°[3]
Az északi pólus rektaszcenziója: 19 h 24 min
291°[3]
Deklináció: 59°[3]
Albedó: 0,090 ± 0,0033[10]
Felszíni hőm.:
   Kelvin
min átl. max
  ~167 K[11] 239 K[11]
Színkép típusa: C[12]
Látszólagos magnitúdó: 6,7[13]-től 9,32[7]-ig
Abszolút magnitúdó: 3,36 ± 0,02[10]
Látszólagos méret: 0,84"[14]-től to 0,33"[7]-ig

A Ceresz (latinul Cerēs), más jelöléssel 1 Ceres, (1) Ceres, a legkisebb törpebolygó a Naprendszerben, és az egyetlen, amely a kisbolygó-övben helyezkedik el. Giuseppe Piazzi fedezte fel 1801. január 1-jén,[15] nevét Ceres után kapta, aki a növények ültetése, az aratás és az anyai szeretet istennője volt a római mitológiában.

Körülbelül 950 km-es átmérőjével messze a legnagyobb és legnehezebb test az aszteroidaövben, mely tömegének körülbelül egyharmadát tartalmazza.[6] A legújabb megfigyelések felfedték, hogy gömb alakú, a kisebb, alaktalan, gyengébb gravitációval rendelkező aszteroidákkal szemben.[10] Felszíne vízjég és különböző hidratált ásványok, például karbonátok és agyagfélék keverékéből állhat.[12] Belseje egy kőzetmagra és egy jégből álló köpenyre oszlik.[3] Látszólagos magnitúdója 6,7 és 9,3 között változik, azonban még legfényesebb állapotában sem látható szabad szemmel.[13] Felszíne alatt egy folyékony vizet tartalmazó óceán rejtőzhet. 2007. szeptember 27-én a NASA elindította a 4 Vesta, majd a Ceres felderítésére a Dawn-küldetést.[16]

Felfedezése

Piazzi könyve: "Della scoperta del nuovo pianeta Cerere Ferdinandea" a Ceresz felfedezését is leírja
 
Piazzi könyve: "Della scoperta del nuovo pianeta Cerere Ferdinandea" a Ceresz felfedezését is leírja

A Mars és a Jupiter pályája között található ismeretlen bolygó ötletét először Johann Elert Bode vetette fel 1768-ban.[15] Indoklásában a ma már elvetett Titius–Bode-szabályra hivatkozott, amelyet Johann Daniel Titius adott ki 1766-ban.[17][15] A törvény alapján a bolygó fél nagytengelyének 2,8 CsE körül kellett lennie.[17] Miután William Herschel 1781-ben felfedezte az Uránuszt,[15] Titius és Bode szabályába vetett hit megnövekedett, így 1800-ban huszonnégy képzett csillagász együttes erővel kezdte el keresni a feltételezett bolygót.[15][17] A csoportot Franz Xaver von Zach vezette. Nem sikerült felfedezniük a Cereszt, azonban később számos nagyobb kisbolygót találtak.[17]

Végül 1801. január 18-án Giuseppe Piazzi fedezte fel, aki egy, Francis Wollaston által Mayer 87-ként jelölt csillag után kutatott, amely nem abban a pozícióban volt található, amit Mayer állatövi katalógusa megadott.[15] Csillag helyett egy mozgó, csillagszerű objektumot talált, amiről először azt gondolta, hogy üstökös.[18] 24 alkalommal figyelte meg a Cereszt, utoljára február 11-én, utána betegsége miatt kénytelen volt félbehagyni az égitest követést. 1801. január 24-én levélben jelentette be felfedezését néhány csillagásztársának, többek között barátjának, a milánói Barnaba Orianinak. Üstököst írt, de „mivel mozgása túl lassú és egyenletes, sokszor gondoltam rá, hogy ez valami sokkal jobb lehet”.[15] Áprilisban elküldte megfigyeléseinek teljes anyagát Orianinak, Bodenak, és Lalande-nak Párizsba, melyek megjelentek a Monatliche Correspondenz 1801. szeptemberi számában is.[18]

Nem sokkal később a Ceresz látszólagos pozíciója megváltozott (főként a Föld pályamozgásának köszönhetően). Ezután túl közel került a Nap fényéhez, így más csillagászok nem tudták megerősíteni a felfedezést az év végéig. Ilyen sok idő után azonban már nagyon nehéz volt megjósolni a pontos helyét. Hogy ismét megtalálják, Carl Friedrich Gauss, ekkor még csak 24 évesen, kifejlesztett egy hatásos módszert a pálya meghatározására.[18] Alig néhány héten belül megjósolta a pályáját, majd elküldte eredményeit a Monatliche Correspondenz szerkeszőjének, Franz Xaver von Zachnak. 1801. december 31-én von Zach és Heinrich W. M. Olbers megtalálták a jósolt hely közelében, így megerősítve a Ceresz létezését.[18]

Neve

Piazzi eredetileg a Ceres Ferdinandea (olasz eredetű, Cerere Ferdinan­dea) nevet javasolta Ceres római istennő és I. Ferdinánd nápoly-szicíliai király után.[15][18] A „Ferdinandea”-t nem fogadta el a a világ többi nemzete, ezért elvetették. Németországban egy rövid ideig Hérának hívták.[19] Görögországban Δήμητρα (Démétér) néven illetik, az istennő görög megfelelője után; eredeti használat szerint Démétér az 1108 Demeter kisbolygó névadója. A Ceresz csillagászati jele egy sarló, (A Ceresz szimbólumának sarlóváltozata), hasonló a Vénuszéhoz (A Vénusz csillagászati jele) amely a női nem jelképe és Vénusz kézitükre.[18][20] A cérium kémiai elemet Berzelius és Klaproth fedezték fel 1803-ban, egymástól függetlenül, nevét Berzelius javaslata alapján a Ceresz után kapta.[21] William Hyde Wollaston 1802 elején fedezte fel a palládiumot (rendszáma 46), és először Ceresiumnak hívta. Mikor 1805-ben nyilvánosságra hozta felfedezéseit, a név már foglalt volt a cérium számára, ezért végül a Pallas után nevezte el[22]

Besorolása

A Ceresz, a Hold és a Föld összehasonlítása
 
A Ceresz, a Hold és a Föld összehasonlítása

A Ceresz besorolása több alkalommal félreértések tárgya volt. Johann Elert Bode azt hitte, hogy a Ceresz a „hiányzó bolygó”, amelyet megjósolt a Mars és a Jupiter jupiter között, 419 millió km-es (2,8 CsE) távolságra a Naptól.[15] Az égitest csillagászati jelet kapott, bolygóként jelezték csillagászati könyvekben és táblázatokban, a 2 Pallasszal, a 3 Junóval és a 4 Vestával együtt, körülbelül fél évszázadig, míg további aszteroidákat nem fedeztek fel.[15][18]

Mikor további objektumokat fedeztek fel a területen, rájöttek, hogy a Ceres volt az első a számos hasonló égitest közül.[15] Sir William Herschel 1802-ben az aszteroida („csillag-szerű”) kifejezéssel illette az ilyen testeket:[23]annyira hasonlítanak a kisebb csillagokra, hogy még a legjobb teleszkópokkal is nehéz őket megkülönböztetni tőlük”.[24] Mivel a Ceresz volt az első ilyen felfedezés, az 1 Ceres jelzést kapta a kisbolygószámozás modern rendszerében.[23]

A 2006-os Plútó körüli vita, és a „mi számít bolygónak” kérdés során a Ceresz megkaphatta volna a bolygó osztályozást.[25][26] Egy sikertelen javaslat szerint ugyanis a bolygó definíciója a következő lett volna „egy égitest, amely (a) rendelkezik megfelelő tömeggel rendelkezik saját gravitációjához, hogy felülkerekedjen a merev test erőin, hogy így jusson el a hidrosztatikus egyensúlyhoz (közel gömb alakhoz), valamint (b) egy csillag körül kering, és nem csillag vagy nem egy bolygó holdja”.[27] Ha elfogadták volna, akkor a Ceresz lett volna a Naptól számított ötödik bolygó.[28] A határozatot azonban nem fogadták el, így – mivel a másik definícióban meghatározott feltételt, hogy megtisztítja saját környezetét, nem teljesíti – így (a Plútóval együtt) törpebolygó besorolást kaptak, az azonban nem világos, hogy még mindig kisbolygó-e vagy sem.[29]

Fizikai tulajdonságok

Méretösszehasonlítás: az első tíz aszteroida mérete a Föld Holdjához képest. A Ceresz balról az első.
 
Méretösszehasonlítás: az első tíz aszteroida mérete a Föld Holdjához képest. A Ceresz balról az első.
A Hubble űrtávcső képei a Cereszről, 2003 áprilisában készültek, körülbelül 30 km-es felbontással. A fehér folt pontos oka nem ismert.
 
A Hubble űrtávcső képei a Cereszről, 2003 áprilisában készültek, körülbelül 30 km-es felbontással. A fehér folt pontos oka nem ismert.

A Ceresz a Mars és a Jupiter között elhelyezkedő aszteroidaöv legnagyobb objektuma,[12] azonban nem a legnagyobb a Nap, a bolygók és azok holdjai után: a Kuiper-öv-beli Plútó, Quaoar, Orcus, valamint a sokkal távolabbi szórt korongbeli Erisz ezen kategóriájú égitestek legnagyobb képviselői[30]

Tömegét a kisebb aszteroidákra gyakorolt hatása alapján számították ki,[6] habár az egyes mérések kissé eltérnek.[31] Legtöbbet idézett értéke 9,5·1020 kg körül van.[6] Ez a tömeg a kisbolygó-öv teljes, a Hold tömegének csupán 4%-át kitevő, körülbelül 3,0 ± 0,2 ·1021 kg-os tömegének harmadát teszi ki.[5]. Mérete és tömege elegendő ahhoz, hogy majdnem gömb alakja legyen,[3] amely közel van a hidrosztatikus egyenlőséghez. Ezzel ellentétben más aszteroidák, például a 2 Pallas,[32] a 3 Juno,[33] és a 4 Vesta[34] eléggé irreguláris alakkal rendelkeznek.

A Ceresz felszínének összetétele nagyrészt hasonlít a C-típusú aszeroidáékéhoz,[12] de vannak különbségek. Az égitestről készült infravörös képeken látható, mindenhol előforduló képződmények hidratált anyagok, amelyek annak jelzői, hogy beljesében nagy mennyiségű víz található. A felszín további összetevői lehetnek még a vasban gazdag agyagfélék (cronstedtit), valamint a karbonátok (dolomit és sziderit), melyek a szenes kondrit meteorok gyakori ásványai.[12] A karbonátok és agyagfélék vonalai általában hiányoznak más C-típusú aszteroidák színképéből.[12] A Cereszt néha a G-típusú aszteroidák csoportjába is sorolják.[35]

A Ceresz felszíni hőmérséklete viszonylag meleg. Mérések szerint 1991. május 5-én Nap felőli oldalán 235 K (körülbelül −38°C) volt a hőmérséklet.[11] A Naptól való ekkori távolságát figyelembe véve a maximális érték 239 K lehet perihéliumközelben. Van néhány jel, amely arra utal, hogy vékony atmoszférája lehet, valamint jegesedés a felszínén.[36] Az IUE által végzett ultraibolya tartományú megfigyelések vízpárát mutattak ki a sarkok közelében.[36]

A Ceresz belsejét bemutató diagram
 
A Ceresz belsejét bemutató diagram

Peter Thomas tanulmánya szerint a Ceresznek differentiált belseje van;[3] lapultsága túl kicsi egy homogén belsejű testhez képest, ami arra utal, hogy egy kőzetmagból, és az azt botító jeges köpenyből áll.[3] A köpeny vastagsága 120-tól 60 km-ig változhat, amely 200 milló köbkilométer vizet jelenthet (a Ceresz tömegének 16–26%-a, térfogatának 30–60%-a), ami több, mint a Föld édesvízkészlete.[37]

A Ceresz felszínén található képződményekkel kapcsolatban ellentétek figyelhetőek meg. A Hubble űrtávcső által készített alacsony felbontású ultraibolya képeken egy sötét foltot találtak a felszínén, amelyet „Piazzi”-nak neveztek el a törpebolygó felfedezője után.[35] Erről úgy gondolták, hogy egy kráter. Később nagyobb felbontású képeket készítettek az égitest egy teljes forgásáról a Keck-teleszkóppal, adaptív optika felhasználásával. Ezen nem találták a „Piazzi” nyomát,[38] de látható volt két sötét képződmény, egyik a fényesebb, középső területeken. Ezekről is valószínűsíthető, hogy kráterek. A Hubble által 2003-ban és 2004-ben, látható tartományban készült képeken tizenegy felszíni képződményt lehet felfedezni, melyek tulajdonságai ismeretlenek.[10][39] Ezen képződmények egyike megfelel a korábban megfigyelt „Piazzi”-nak,[10] azonban a Keck által megfigyelt sötét albedójú képződmények nem azonosíthatóak.[38]

Az utolsó megfigyelések során meghatározták a Ceresz északi sarkjának pontjait a rektaszcenzió irányában (19 h 24 min, 291°), a deklinációt (+59°), a Sárkány csillagképben. Ez azt jelenti, hogy a Ceresz tengelyferdesége nagyon kicsi, körülbelül 3°.[3][10]

Pályája

A Ceresz pályája
 
A Ceresz pályája

A Ceresz pályáját, amely Mars és a Jupiter között található, a fő aszteroidaövben, 4,6 év alatt teszi meg. A pálya inklinációja mérsékelt (i=10,6°, míg a Merkúrnak 7°, a Plútónak 17°) és közepesen excentrikus (e=0,08, a Marsé 0,09).[1]

Az ábrán a Ceresz, és több más bolygó pályája látható (fehér/szürke). A pályák azon területei, melyek az epliktika alatt találhatóak, sötétebb színnel vannak jelölve, továbbá narancssárga pluszjel a Nap helye. A bal felső ábra felülnézetből mutatja a Ceresz helyét a Mars és a Jupiter között. A jobb felső egy közelebbi ábra, amely a Ceresz és a Mars perihéliumának (q) és aphéliumának (Q) helyét mutatja be. A Mars perihéliuma a Nap ellentétes oldalán van. A lenti ábra a Ceresz pályájának inklinációját mutatja be a Marséhoz és a Jupiteréhez viszonyítva.

A Cereszt korábban egy kisbolygó-család legnagyobb tagjának tartották.[40] Az aszteroidák ilyen módú csoportjaiba a hasonló pályatulajdonságokkal rendelkező testek tartoztak. Ezen tulajdonságok jelezhették közös származásukat, például hogy egy, a múltban bekövetkezett ütközés során keletkeztek. A Ceresz azonban más színképpel rendelkezett, mint a család többi tagja, így a csoportot ma már Gefion családnak hívják a legkisebb számú tag, az 1272 Gefion után.[40] A Ceresz csupán egy betolakodó, mivel csak pályatulajdonságai egyeztek meg a többi kisbolygóéval, azonban származásuk nem közös.[41] Saját tengelye körül 9 óra 4 perc alatt fordul meg.[8]

Eredete és fejlődése

A megfigyelések arra utalnak, hogy a Ceresz egy megmaradt ősbolygó – bolygócsíra, amely 4,57 millió évvel ezelőtt keletkezett a kisbolygóövben.[42] Míg ezen testek nagy részét (beleértve az összes Hold és Mars nagyságút) kisodorta a Naprendszerből a Jupiter gravitációs ereje, vagy más ősbolygókkal összeolvadva Föld-típusú bolygókat formáltak,[42] a Ceresz viszonylag érintetlen maradt.[10] Két további ősbolygó-jelölt a Pallas és a Vesta,[16] de nem rendelkeznek kiegyensúlyozott alakkal, a Vesta esetében azért, mert egy katasztrofális ütközés részese lehetett megszilárdulása után.[34]

A Ceresz további fejlődése rendkívül egyszerű volt. Az akkréció, és valószínűleg a rövid bomlási idejű radioaktív anyagok, például Al26 által fűtve belseje differenciálódott kőzetmaggá és jeges köpennyé, nem sokkal kialakulása után.[10][43] Ez az esemény felszínének átalakítását eredményeze a kriovukanizmus által, valamint felszínén különböző geológiai képződmények alakultak. A hőforrások gyors csökkenésével azonban a Ceresz hamar kihűlt.[43] A felszínen található jég fokozatosan szublimált, hátrahagyva különböző hidratált ásványokat, például agyagféléket és karbonátokat. Ma az égitest geológiailag inaktív, felszínét csupán becsapódási kráterek formálják.[10]

A nagy mennyiségű vízjég jelemléte arra utal[3], hogy belsejében van vagy volt folyékony vízréteg.[43] Ezt a hipotetikus réteget gyakran hívják óceánnak.[12] Valószínűleg a kőzetmag és a köpeny között helyezkedik (vagy helyezkedett) el, mint az Europén.[43] Az óceán jelenléte sokkal valószínűbb, ha ammónia vagy más jegesedésgátló anyag van oldva a vízben.

Kutatása

Ha a Ceresz perihélium-közelben van oppozícióban, látszólagos magnitúdója elérheti a +6,7-et is.[13]

Úgy tartják, hogy ez már túl halvány ahhoz, hogy szabad szemmel észrevehető legyen, de kiváló látási körülmények között egy élesszemű ember észreveheti a törpebolygót. Csak a 4 Vesta, valamint ritkább esetekben a 2 Pallas és a7 Iris érhet még el ilyen fényességet.[44] Együttálláskor körülbelül +9,3-es magnítúdóval rendelkezik, ami megfelel a 10×50-es távcsővel látható leghalványabb objektumnak.

A Ceresz megfigyelésének néhány jelentős mérföldköve:

Fantáziakép a Dawn űrszondáról
 
Fantáziakép a Dawn űrszondáról

A mai napig egyetlen űrszonda sem látogatta meg a Cereszt. A NASA által 2007. szeptember 27-én elindított Dawn műhold lesz az első, amely 2015-ben a törpebolygóhoz, miután megközelítette a 4 Vestát.[16] A küldetés tervei szerint a Dawn 5900 km-es magasságban pályára áll a Ceresz körül. Öt hónapnyi tanulmányozás után távolságát 1300, majd újabb öt hónap múlva 700 km-re csökkenti.[47] Az űrszonda rendelkezik látható fényű és infravörös spektrométerrel, valamint gamma-sugárzás-mérővel és neutrondetektorral. Ezeket az eszközöket használják majd a Ceresz alakjának, és összetevőinek meghatározására.[16]

Az égitest tömegét a Mars körül keringő, és felszínén lévő űrszondák által kibocsátott rádiójelek segítségével becsülték meg, a Mars mozgására ható pertubációk alapján.[5]

vége, és látogassatok el az oldalamra www.bcpz2.eoldal.hu

 

Hozzászólások

Hozzászólás megtekintése

Hozzászólások megtekintése

Nincs új bejegyzés.