Om du kunde flyga ombord på NASA:s rymdfarkost Dawn, ytan på dvärgplaneten Ceres skulle i allmänhet se ganska mörk ut, men med anmärkningsvärda undantag. Dessa undantag är de hundratals ljusa områden som sticker ut i bilder Dawn har återvänt. Nu, forskare har en bättre uppfattning om hur dessa reflekterande områden bildades och förändrades över tiden – processer som tyder på en aktiv, utvecklande värld.

"De mystiska ljuspunkterna på Ceres, som har fängslat både Dawn vetenskapsteamet och allmänheten, avslöja bevis på Ceres tidigare hav under ytan, och ange att långt ifrån att vara en död värld, Ceres är förvånansvärt aktiv. Geologiska processer skapade dessa ljusa områden och kan fortfarande förändra Ceres ansikte idag, sa Carol Raymond, biträdande huvudutredare för Dawn-uppdraget, baserad på NASA:s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien. Raymond och kollegor presenterade de senaste resultaten om de ljusa områdena vid American Geophysical Unions möte i New Orleans på tisdagen, 12 dec.

Olika typer av ljusa områden

Sedan Dawn anlände i omloppsbana till Ceres i mars 2015, forskare har lokaliserat mer än 300 ljusa områden på Ceres. En ny studie i tidskriften Icarus, ledd av Nathan Stein, doktorand vid Caltech i Pasadena, Kalifornien, delar in Ceres egenskaper i fyra kategorier.

Den första gruppen av ljusa fläckar innehåller det mest reflekterande materialet på Ceres, som finns på kratergolv. De mest ikoniska exemplen finns i Occator Crater, som är värd för två framträdande ljusa områden. Cerealia Facula, i mitten av kratern, består av ljust material som täcker en 6 mil bred (10 kilometer bred) grop, inom vilken sitter en liten kupol. Öster om centrum finns en samling lite mindre reflekterande och mer diffusa drag som kallas Vinalia Faculae. Allt ljust material i Occator Crater är tillverkat av saltrikt material, som troligen en gång blandades i vatten. Även om Cerealia Facula är det ljusaste området på hela Ceres, det skulle likna smutsig snö för det mänskliga ögat.

Mer vanligt, i den andra kategorin, ljust material finns på kratrars kanter, strimma ner mot golven. Påverkande kroppar exponerade sannolikt ljust material som redan befann sig i underytan eller som hade bildats vid en tidigare kollision.

Separat, i den tredje kategorin, ljust material kan hittas i det material som kastades ut när kratrar bildades.

Berget Ahuna Mons får sin egen fjärde kategori - det enda exemplet på Ceres där ljust material inte är kopplat till någon nedslagskrater. Denna troliga kryovulkan, en vulkan som bildas av den gradvisa ansamlingen av tjocka, långsamt flytande isiga material, har framträdande ljusa ränder på sina flanker.

Under hundratals miljoner år, ljust material har blandat sig med det mörka materialet som utgör huvuddelen av Ceres yta, samt skräp som kastas ut vid kollisioner. Det betyder för miljarder år sedan, när Ceres upplevde fler effekter, dvärgplanetens yta skulle sannolikt ha varit fylld av tusentals ljusa områden.

"Tidigare forskning har visat att det ljusa materialet är gjort av salter, och vi tror att vätskeaktivitet under ytan transporterade den till ytan för att bilda några av de ljusa fläckarna, " sa Stein.

Fallet Occator

Varför verkar de olika ljusa områdena i Occator så olika från varandra? Lynnae Quick, en planetgeolog vid Smithsonian Institution i Washington, har fördjupat sig i denna fråga.

Den ledande förklaringen till vad som hände på Occator är att det kunde ha haft, åtminstone på senare tid, en reservoar med saltvatten under den. Vinalia Faculae, de diffusa ljusa områdena nordost om kraterns centrala kupol, kan ha bildats av en vätska som drivs upp till ytan av en liten mängd gas, liknar champagne som väller upp ur flaskan när korken tas bort.

När det gäller Vinalia Faculae, den lösta gasen kan ha varit ett flyktigt ämne som vattenånga, koldioxid, metan eller ammoniak. Volatilt-rikt saltvatten kunde ha förts nära Ceres yta genom sprickor som kopplade till den salthaltiga reservoaren under Occator. Det lägre trycket vid Ceres yta skulle ha fått vätskan att koka bort som en ånga. Där sprickor nådde ytan, denna ånga kunde fly energiskt, bära med sig is- och saltpartiklar och avsätta dem på ytan.

Cerealia Facula måste ha bildats i en något annorlunda process, med tanke på att den är mer upphöjd och ljusare än Vinalia Faculae. Materialet på Cerealia kan ha varit mer som en isig lava, sipprar upp genom frakturerna och svullnar in i en kupol. Intermittenta faser av kokning, liknande det som hände när Vinalia Faculae bildades, kan ha inträffat under denna process, beskräpta ytan med is och saltpartiklar som bildade ljuspunkten Cerealia.

Quicks analyser är inte beroende av den initiala påverkan som bildade Occator. Dock, Det nuvarande tänkandet bland Dawn-forskare är att när en stor kropp slog in i Ceres, gräver ut den 57 mil breda (92 kilometer bred) kratern, stöten kan också ha skapat sprickor genom vilka vätska senare kom ut.

"Vi ser också sprickor på andra solsystemkroppar, som Jupiters iskalla måne Europa, " Sa Quick. "Sprickorna på Europa är mer utbredda än de frakturer vi ser på Occator. Dock, processer relaterade till vätskebehållare som kan finnas under Europas sprickor idag skulle kunna användas som en jämförelse för vad som kan ha hänt på Occator tidigare."

När Dawn fortsätter den sista fasen av sitt uppdrag, där den kommer att sjunka till lägre höjder än någonsin tidigare, forskare kommer att fortsätta lära sig om ursprunget till det ljusa materialet på Ceres och vad som gav upphov till de gåtfulla dragen i Occator.