Vid första ögonkastet, Ceres, den största kroppen i huvud asteroidbältet, ser kanske inte iskalla ut. Bilder från NASA:s Dawn -rymdfarkoster har avslöjat en mörk, kraftigt kraterad värld vars ljusaste område består av högreflekterande salter - inte is. Men nyligen publicerade studier från Dawn -forskare visar två tydliga bevislinjer för is på eller nära ytan av dvärgplaneten. Forskare presenterar dessa fynd vid 2016 American Geophysical Union -mötet i San Francisco.

"Dessa studier stöder idén om att is separerade från sten tidigt i Ceres historia, bildar ett isrikt skorpskikt, och att isen har förblivit nära ytan under solsystemets historia, "sa Carol Raymond, biträdande utredare för Dawn -uppdraget, baserat på NASAs Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornien.

Vattenis på andra planetkroppar är viktigt eftersom det är en viktig ingrediens för livet som vi känner det. "Genom att hitta kroppar som var vattenrika i det avlägsna förflutna, vi kan upptäcka ledtrådar om var det kan ha funnits liv i det tidiga solsystemet, "Sa Raymond.

Is finns överallt på Ceres

Ceres översta yta är rik på väte, med högre koncentrationer vid mitten till höga breddgrader-förenliga med stora vidder av vattenis, enligt en ny studie i tidskriften Vetenskap .

"På Ceres, is är inte bara lokaliserad till några kratrar. Det är överallt, och närmare ytan med högre breddgrader, "sa Thomas Prettyman, huvudutredare för Dawn's gammastrål- och neutrondetektor (GRaND), baserat på Planetary Science Institute, Tucson, Arizona.

Forskare använde GRaND -instrumentet för att bestämma koncentrationerna av väte, järn och kalium på den översta gården (eller mätaren) i Ceres. GRaND mäter antalet och energin för gammastrålar och neutroner som kommer från Ceres. Neutroner produceras när galaktiska kosmiska strålar interagerar med Ceres yta. Vissa neutroner absorberas i ytan, medan andra flyr. Eftersom väte bromsar neutroner, det är associerat med färre neutroner som rymmer. På Ceres, väte kommer sannolikt att vara i form av fryst vatten (som består av två väteatomer och en syreatom).

Istället för ett fast islager, det kommer sannolikt att finnas en porös blandning av steniga material där is fyller porerna, forskare funnit. GRaND -data visar att blandningen är cirka 10 viktprocent is.

"Dessa resultat bekräftar förutsägelser för nästan tre decennier sedan om att is kan överleva i miljarder år strax under ytan av Ceres, "Prettyman sa." Beviset stärker fallet för närvaron av vatten nära ytan på andra huvudbälte-asteroider. "

Ledtrådar till Ceres inre liv

Koncentrationer av järn, väte, kalium och kol ger ytterligare bevis på att det översta lagret av material som täcker Ceres förändrades av flytande vatten i Ceres inre. Forskare teoretiserar att förfallet av radioaktiva element i Ceres producerade värme som drev denna förändringsprocess, separera Ceres till ett stenigt inre och isigt yttre skal. Separation av is och sten skulle leda till skillnader i den kemiska sammansättningen av Ceres yta och inre.

Eftersom meteoriter som kallas kolhaltiga kondriter också förändrades av vatten, forskare är intresserade av att jämföra dem med Ceres. Dessa meteoriter kommer förmodligen från kroppar som var mindre än Ceres, men hade begränsat vätskeflöde, så de kan ge ledtrådar till Ceres inre historia. Vetenskapsstudien visar att Ceres har mer väte och mindre järn än dessa meteoriter, kanske för att tätare partiklar sjönk medan koksaltrika material steg upp till ytan. Alternativt, Ceres eller dess komponenter kan ha bildats i en annan region i solsystemet än meteoriterna.

Is i permanent skugga

En andra studie, ledd av Thomas Platz från Max Planck Institute for Solar System Research, Göttingen, Tyskland, och publiceras i tidningen Natur Astronomi , fokuserade på kratrar som ihållande står i skugga på Ceres norra halvklot. Forskare undersökte noggrant hundratals förkylningar, mörka kratrar som kallas "kalla fällor" - vid mindre än minus 260 grader Fahrenheit (110 Kelvin), de är så kyliga att väldigt lite av isen förvandlas till ånga under en miljard år. Forskare fann avlagringar av ljust material i 10 av dessa kratrar. I en krater som är delvis solbelyst, Dawn's infraröda kartläggningsspektrometer bekräftade förekomsten av is.

Detta tyder på att vattenis kan lagras i kallt, mörka kratrar på Ceres. Is i kalla fällor har tidigare setts på Merkurius och, i några fall, på månen. Alla dessa kroppar har små lutningar med avseende på deras rotationsaxlar, så deras stolpar är extremt kalla och pepprade med ihållande skuggade kratrar. Forskare tror att påverkande kroppar kan ha levererat is till Merkurius och månen. Ursprunget till Ceres is i kalla fällor är mer mystiskt, dock.

"Vi är intresserade av hur denna is kom dit och hur den lyckades hålla så länge, "sa medförfattaren Norbert Schorghofer från University of Hawaii." Det kan ha kommit från Ceres isrika skorpa, eller det kunde ha levererats från rymden. "

Oavsett dess ursprung, vattenmolekyler på Ceres har förmågan att hoppa runt från varmare områden till polerna. En svag vattenatmosfär har föreslagits av tidigare forskning, inklusive Herschel rymdobservatoriums observationer av vattenånga vid Ceres 2012-13. Vattenmolekyler som lämnar ytan skulle falla tillbaka på Ceres, och kunde landa i kalla fällor. Med varje hopp finns det en chans att molekylen går förlorad i rymden, men en bråkdel av dem hamnar i kalla fällor, där de samlas.

"Ljuspunkter" får namn

Ceres ljusaste område, i kratern på norra halvklotet Occator, lyser inte på grund av is, utan snarare på grund av starkt reflekterande salter. En ny video producerad av German Aerospace Center (DLR) i Berlin simulerar upplevelsen av att flyga runt denna krater och utforska dess topografi. Ockatorns centrala ljusa område, som inkluderar en kupol med sprickor, har nyligen fått namnet Cerealia Facula. Kratarens grupp av mindre reflekterande fläckar öster om centrum kallas Vinalia Faculae.

"Occators unika interiör kan ha bildats i en kombination av processer som vi för närvarande undersöker, "sa Ralf Jaumann, planetvetare och Dawn-medforskare vid DLR. "Påverkan som skapade kratern kunde ha utlöst uppvätska av vätska inifrån Ceres, som lämnade efter sig salterna. "

Dawn nästa steg

Dawn började sin utökade uppdragsfas i juli, och flyger för närvarande i en elliptisk bana mer än 4, 500 miles (7, 200 kilometer) från Ceres. Under det primära uppdraget, Dawn kretsade och uppnådde alla sina ursprungliga mål på Ceres och protoplaneten Vesta, som rymdfarkosten besökte från juli 2011 till september 2012.