Forskare har länge trott att Ceres kan ha en mycket svag, övergående atmosfär, men mysterier dröjde kvar om dess ursprung och varför det inte alltid är närvarande. Nu, forskare föreslår att denna tillfälliga atmosfär verkar vara relaterad till solens beteende, snarare än Ceres närhet till solen. Studien genomfördes av forskare från NASAs Dawn -uppdrag och andra som tidigare identifierat vattenånga vid Ceres med andra observatorier.

"Vi tror att förekomsten av Ceres övergående atmosfär är en produkt av solaktivitet, "sa Michaela Villarreal, huvudförfattare till den nya studien i Astrofysiska tidskriftsbrev och forskare vid University of California, Los Angeles.

Ceres är det största föremålet i asteroidbältet som ligger mellan Mars och Jupiter. När energiska partiklar från solen träffade exponerad is och is nära ytan på dvärgplaneten, den överför energi till vattenmolekylerna när de kolliderar. Detta frigör vattenmolekylerna från marken, låta dem fly och skapa en otrevlig atmosfär som kan pågå i en vecka eller så.

"Våra resultat har också konsekvenser för andra airless, vattenrika kroppar i solsystemet, inklusive månens polarområden och några asteroider, "sa Chris Russell, huvudutredare för Dawn -uppdraget, även på UCLA. "Atmosfäriska utsläpp kan förväntas från deras ytor, för, när solaktivitet bryter ut. "

Innan Dawn anlände i omloppsbana till Ceres 2015, bevis för en atmosfär hade upptäckts av vissa observatorier vid vissa tidpunkter, men inte andra, tyder på att det är ett övergående fenomen. 1991, den internationella Ultraviolet Explorer -satelliten detekterade hydroxylemission från Ceres, men inte 1990. Då, under 2007, European Southern Observatory's Very Large Telescope letade efter ett hydroxidemission, men kom tom. European Space Agency's Herschel Space Observatory upptäckte vatten i den möjliga svaga atmosfären, eller "exosfären, "av Ceres vid tre tillfällen, men gjorde inte på ett fjärde försök.

När Dawn började sin grundliga studie av Ceres i mars 2015, forskare fann gott om bevis för vatten i form av is. Rymdfarkostens gammastrål- och neutrondetektor (GRaND) ​​har funnit att den översta ytan är rik på väte, vilket överensstämmer med stora vidder av vattenis. Denna is är närmare ytan på högre breddgrader, där temperaturen är lägre, en studie från 2016 publicerad i tidskriften Science found. Is har detekterats direkt vid den lilla ljusa kratern Oxo och i åtminstone en av kratrarna som ihållande står i skugga på norra halvklotet. Annan forskning har föreslagit att ihållande skuggade kratrar sannolikt kommer att bära is. Dessutom, kratrarnas former och andra egenskaper överensstämmer med betydande vatten-isinnehåll i skorpan.

På grund av detta bevis för riklig is, många forskare tror att Ceres exosfär skapas i en process som liknar vad som händer på kometer, även om de är mycket mindre. I den modellen, ju närmare Ceres kommer solen, desto mer vattenånga släpps ut på grund av is sublimering nära eller vid ytan.

Men den nya studien antyder att kometliknande beteende kanske inte förklarar blandningen av detektioner och icke-upptäckter av en svag atmosfär.

"Sublimering är förmodligen närvarande, men vi tror inte att det är tillräckligt viktigt för att producera den mängd exosfär som vi ser, "Sa Villarreal.

Villarreal och kollegor visade att tidigare upptäckt av den övergående atmosfären sammanföll med högre koncentrationer av energiska protoner från solen. Icke-detekteringar sammanföll med lägre koncentrationer av dessa partiklar. Vad mer, de bästa upptäckterna av Ceres atmosfär inträffade inte vid dess närmaste håll till solen. Detta tyder på att solaktivitet, snarare än Ceres närhet till solen, är en viktigare faktor för att skapa en exosfär.

Forskningen började med 2016 Vetenskap studie ledd av Chris Russell. Studien, med GRaND -data, föreslog att, under en sexdagarsperiod 2015, Ceres hade accelererade elektroner från solvinden till mycket höga energier.

I sin omloppsbana, Ceres närmar sig just nu solen. Men solen är nu i en särskilt lugn period, förväntas pågå i flera år till. Eftersom deras resultat indikerar att Ceres exosfär är relaterad till solaktivitet, studieförfattare förutspår att dvärgplaneten kommer att ha liten eller ingen atmosfär under en tid. Dock, de rekommenderar att andra observatorier övervakar Ceres för framtida utsläpp.

Dawn är nu i sitt utökade uppdrag och studerar Ceres i en mycket elliptisk bana. Ingenjörer manövrerar rymdfarkosten till ett annat orbitalplan så att Ceres kan ses i en ny geometri. Det primära vetenskapliga målet är att mäta kosmiska strålar för att avgöra vilka kemiska element som ligger nära Ceres yta. Som en bonus, i slutet av april, solen kommer att ligga direkt bakom Dawn, när rymdfarkosten är på en höjd av cirka 12, 300 miles (20, 000 kilometer). Ceres kommer att se ljusare ut än tidigare i den konfigurationen, och kanske avslöja fler hemligheter om dess sammansättning och historia.