Là cơ thể lớn nhất trong Vành đai tiểu hành tinh, Ceres từ lâu đã là nguồn say mê đối với các nhà thiên văn học. Ngoài việc là tiểu hành tinh duy nhất đủ lớn để trở nên tròn dưới trọng lực của chính nó, nó cũng là hành tinh nhỏ duy nhất được tìm thấy trong quỹ đạo của Sao Hải Vương. Và với sự xuất hiện của Bình minh thăm dò xung quanh Ceres vào tháng 3 năm 2015, chúng tôi đã được đối xử với một loạt các phát hiện khoa học ổn định về protoplanet này.
Phát hiện mới nhất, điều gây ngạc nhiên, có liên quan đến thành phần của hành tinh. Trái ngược với những gì trước đây bị nghi ngờ, bằng chứng mới cho thấy Ceres có trữ lượng lớn nước đá gần bề mặt của nó. Điều này và các bằng chứng khác cho thấy rằng bên dưới bề mặt băng giá, đá của nó, Ceres có các lớp nước lỏng có thể đóng vai trò chính trong quá trình tiến hóa của nó.
Bằng chứng này đã được trình bày tại cuộc họp của Hiệp hội Địa vật lý Hoa Kỳ năm 2016, bắt đầu vào thứ Hai, ngày 12 tháng 12, tại San Fransisco. Giữa hàng ngàn hội thảo mô tả chi tiết những phát hiện lớn nhất được thực hiện trong năm qua trong lĩnh vực khoa học vũ trụ và trái đất - bao gồm các cập nhật từ sứ mệnh Curiosity - các thành viên của nhóm truyền giáo Dawn đã chia sẻ kết quả nghiên cứu của họ, được công bố gần đây Khoa học.
Có tiêu đề Băng nước mở rộng trong Ceres, đã thay đổi đáng kể regolith: Bằng chứng từ quang phổ hạt nhân, nhóm nghiên cứu, nghiên cứu chi tiết về cách thu thập dữ liệu Bình minh Máy dò Gamma Ray và neutron (GRaND) đã xác định nồng độ hydro, sắt và kali trong lớp vỏ Ceres. Khi làm như vậy, nó có thể đặt ra các ràng buộc đối với hàm lượng băng của hành tinh và cách bề mặt có thể bị thay đổi bởi nước lỏng trong phần bên trong của Ceres.
Nói tóm lại, công cụ GRaND đã phát hiện hàm lượng hydro cao trong cấu trúc cao nhất của Ceres (10% tính theo trọng lượng), xuất hiện nổi bật nhất xung quanh các vĩ độ trung bình. Những bài đọc này phù hợp với những dải nước rộng. Dữ liệu GRaND cũng cho thấy thay vì bao gồm một lớp băng rắn, băng có khả năng ở dạng hỗn hợp xốp của các vật liệu đá (trong đó băng lấp đầy lỗ chân lông).
Trước đây, băng được cho là chỉ tồn tại trong các khu vực miệng núi lửa nhất định trên Ceres và được cho là kết quả của các tác động làm lắng đọng nước đá trong suốt lịch sử lâu dài của Ceres. Nhưng như Thomas Prettyman - nhà điều tra chính của nhạc cụ Dawn Dawn GRaND - cho biết trong một thông cáo báo chí của NASA, các nhà khoa học hiện đang suy nghĩ lại về vị trí này:
Ở trên Ceres, băng không chỉ được định vị ở một vài miệng hố. Nó ở khắp mọi nơi và gần bề mặt với vĩ độ cao hơn. Những kết quả này xác nhận dự đoán được thực hiện gần ba thập kỷ trước rằng băng có thể tồn tại hàng tỷ năm ngay bên dưới bề mặt của Ceres. Bằng chứng củng cố trường hợp cho sự hiện diện của băng nước gần bề mặt trên các tiểu hành tinh vành đai chính khác.
Nồng độ sắt, kali và carbon được phát hiện bởi công cụ GRaND cũng hỗ trợ cho lý thuyết rằng bề mặt Ceres đã bị thay đổi bởi nước lỏng trong nội thất. Về cơ bản, các nhà khoa học đưa ra giả thuyết rằng sự phân rã của các nguyên tố phóng xạ trong Ceres tạo ra đủ nhiệt để làm cho cấu trúc protoplanet có thể phân biệt giữa bên trong đá và vỏ ngoài băng giá - cũng cho phép các khoáng chất như những chất quan sát được lắng đọng trên bề mặt.
Tương tự, một nghiên cứu thứ hai được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu từ Viện nghiên cứu năng lượng mặt trời Max Planck đã kiểm tra hàng trăm miệng hố bị che khuất vĩnh viễn nằm ở bán cầu bắc Ceres, phía bắc. Theo nghiên cứu này, xuất hiện gần đây trong Thiên văn học thiên nhiên, những miệng hố này là bẫy lạnh của Hồi giáo, nơi nhiệt độ giảm xuống dưới 11o K (-163 ° C; -260 ° F), do đó ngăn chặn tất cả trừ những khối băng nhỏ nhất biến thành hơi và thoát ra ngoài.
Trong vòng mười miệng hố, nhóm nghiên cứu đã tìm thấy các mỏ vật liệu sáng, gợi nhớ đến những gì Bình minh phát hiện trong miệng núi lửa. Và trong một trong đó là một phần ánh sáng mặt trời, Bình minh máy quang phổ hồng ngoại xác nhận sự hiện diện của băng. Điều này cho thấy rằng băng nước đang được lưu trữ trong các miệng hố tối hơn của Ceres theo cách tương tự như những gì đã được quan sát xung quanh các vùng cực của cả Sao Thủy và Mặt Trăng.
Nước này đến từ đâu (tức là có hay không được các thiên thạch lắng đọng) vẫn còn là một điều bí ẩn. Nhưng bất kể, điều đó cho thấy các phân tử nước trên Ceres có thể đang chuyển từ vĩ độ ấm hơn sang vùng cực lạnh hơn, tối hơn. Điều này càng làm tăng thêm lý thuyết cho rằng Ceres có thể có bầu khí quyển hơi nước kéo dài, được đề xuất trở lại vào năm 2012-13 dựa trên bằng chứng thu được từ Đài quan sát vũ trụ Herschel.
Tất cả những điều này cho thấy Ceres là một protoplanet chảy nước và hoạt động địa chất, một trong những thứ có thể nắm giữ manh mối về cách sự sống tồn tại hàng tỷ năm trước. Như Carol Raymond, phó điều tra viên chính của nhiệm vụ Dawn, cũng đã giải thích trong thông cáo báo chí của NASA:
Những nghiên cứu này ủng hộ ý tưởng rằng băng tách ra khỏi đá sớm trong lịch sử Ceres, tạo thành một lớp vỏ giàu băng, và băng vẫn ở gần bề mặt trong lịch sử của hệ mặt trời. Bằng cách tìm thấy những cơ thể giàu nước trong quá khứ xa xôi, chúng ta có thể khám phá ra manh mối về nơi sự sống có thể tồn tại trong hệ mặt trời sơ khai.
Trở lại vào tháng Bảy, Dawn bắt đầu giai đoạn nhiệm vụ mở rộng, bao gồm việc thực hiện thêm một số quỹ đạo của Ceres. Hiện tại, nó đang bay theo quỹ đạo hình elip ở khoảng cách hơn 7.200 km (4.500 mi) từ protoplanet. Tàu vũ trụ dự kiến sẽ hoạt động cho đến năm 2017, vẫn là một vệ tinh vĩnh viễn của Ceres cho đến khi kết thúc.
