Mineraler som innehåller vatten är utbredda på Ceres, antyder att dvärgplaneten kan ha haft ett globalt hav tidigare. Vad blev det av det där havet? Kan Ceres fortfarande ha vätska idag? Två nya studier från NASA:s Dawn-uppdrag belyser dessa frågor.

Dawn-teamet fann att Ceres skorpa är en blandning av is, salter och hydratiserade material som utsatts för tidigare och möjligen nyligen geologisk aktivitet, och att denna skorpa representerar det mesta av det gamla havet. Den andra studien bygger på den första och antyder att det finns en mjukare, lätt deformerbart lager under Ceres styva ytskorpa, som kan vara signaturen för kvarvarande vätska från havet, för.

"Mer och mer, vi lär oss att Ceres är en komplex, dynamisk värld som kan ha varit värd för mycket flytande vatten tidigare, och kanske fortfarande har lite underground, " sa Julie Castillo-Rogez, Dawn-projektets forskare och medförfattare till studierna, baserad på NASA:s Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornien.

Vad finns inuti Ceres? Tyngdkraften kommer att berätta.

Att landa på Ceres för att undersöka dess inre skulle vara tekniskt utmanande och skulle riskera att förorena dvärgplaneten. Istället, forskare använder Dawns observationer i omloppsbana för att mäta Ceres gravitation, för att uppskatta dess sammansättning och inre struktur.

Den första av de två studierna, ledd av Anton Ermakov, en postdoktor vid JPL, använde form- och gravitationsdatamätningar från Dawn-uppdraget för att bestämma den interna strukturen och sammansättningen av Ceres. Mätningarna kom från att observera rymdfarkostens rörelser med NASAs Deep Space Network för att spåra små förändringar i rymdfarkostens omloppsbana. Denna studie är publicerad i Journal of Geophysical Research.

Ermakov och hans kollegors forskning stöder möjligheten att Ceres är geologiskt aktiv - om inte nu, då kan det ha varit i det senaste förflutna. Tre kratrar – Occator, Kerwan och Yalode – och Ceres ensamma höga berg, Ahuna Mons, är alla förknippade med "gravitationsavvikelser". Detta innebär att skillnader mellan forskarnas modeller av Ceres gravitation och vad Dawn observerade på dessa fyra platser kan associeras med underjordiska strukturer.

"Ceres har ett överflöd av gravitationsavvikelser förknippade med enastående geologiska egenskaper, " sa Ermakov. I fallen Ahuna Mons och Occator, anomalierna kan användas för att bättre förstå ursprunget till dessa egenskaper, som tros vara olika uttryck för kryovulkanism.

Studien fann att skorpans densitet var relativt låg, närmare is än stenar. Dock, en studie av Dawn gästutredare Michael Bland från U.S. Geological Survey visade att isen är för mjuk för att vara den dominerande komponenten i Ceres starka skorpa. Så, hur kan Ceres skorpa vara lätt som is när det gäller densitet, men samtidigt mycket starkare? För att svara på denna fråga, ett annat team modellerade hur Ceres yta utvecklades med tiden.

Ett "fossilt" hav vid Ceres

Den andra studien, ledd av Roger Fu vid Harvard University i Cambridge, Massachusetts, undersökte styrkan och sammansättningen av Ceres skorpa och djupare inre genom att studera dvärgplanetens topografi. Denna studie är publicerad i tidskriften Earth and Planetary Science Letters

Genom att studera hur topografi utvecklas på en planetkropp, forskare kan förstå sammansättningen av dess inre. En stark, stendominerad skorpa kan förbli oförändrad under solsystemets 4,5 miljarder år gamla ålder, medan en svag skorpa rik på is och salter skulle deformeras under den tiden.

Genom att modellera hur Ceres skorpa flyter, Fu och kollegor fann att det troligen är en blandning av is, salter, sten och en ytterligare komponent som tros vara klatrathydrat. Ett klatrathydrat är en bur av vattenmolekyler som omger en gasmolekyl. Denna struktur är 100 till 1, 000 gånger starkare än vattenis, trots att de har nästan samma täthet.

Forskarna tror att Ceres en gång hade mer uttalade ytegenskaper, men de har jämnat ut sig med tiden. Denna typ av tillplattning av berg och dalar kräver en höghållfast skorpa som vilar på ett mer deformerbart lager, som Fu och kollegor tolkar innehåller lite vätska.

Teamet tror att det mesta av Ceres gamla hav nu är fruset och bundet i skorpan, kvar i form av is, klatrathydrater och salter. Det har mestadels varit så i mer än 4 miljarder år. Men om det finns kvarvarande vätska under, att havet ännu inte är helt fruset. Detta stämmer överens med flera termiska evolutionsmodeller av Ceres publicerade före Dawns ankomst dit, stödjer tanken att Ceres djupare inre innehåller vätska som blivit över från dess gamla hav.