เปลือกนอกของแร่ธาตุ เกลือ และน้ำแข็งปกคลุมแกนแข็งของดาวเคราะห์แคระเช่นเดียวกับพาร์เฟต์ระหว่างดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์แคระเซเรสดูเหมือนจะมีชั้นต่างๆ
การศึกษาใหม่ชี้ให้เห็นถึงเปลือกนอกที่ยืดหยุ่นได้ของแร่ธาตุ น้ำแข็ง และเกลือที่ห่อหุ้มแกนกลางของหินที่เป็นของแข็ง การแอบดูภายใน Ceres เป็นครั้งแรก ซึ่งได้รับความอนุเคราะห์จากยานอวกาศ Dawn ของ NASA สามารถช่วยนักวิจัยอธิบายความลึกลับบางอย่างบนพื้นผิวและให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวิธีการประกอบดาวเคราะห์และดาวเคราะห์น้อยได้หลายวิธี Ryan Park นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ที่ Jet Propulsion Laboratory ในเมืองพาซาดีนา รัฐแคลิฟอร์เนีย และเพื่อนร่วมงานรายงานการค้นพบนี้ทางออนไลน์ในวันที่ 3 สิงหาคมในNature
“ก่อนที่เราจะไปถึงเซเรส เราไม่รู้ว่าการตกแต่งภายในเป็นอย่างไร” ปาร์คกล่าว “วิวัฒนาการของมันซับซ้อนกว่าที่เราคิดไว้”
เซเรสเป็นวัตถุที่ใหญ่ที่สุดในแถบดาวเคราะห์น้อย ซึ่งเป็นทุ่งหินที่อยู่ระหว่างวงโคจรของดาวอังคารและดาวพฤหัสบดี ยานอวกาศ Dawn ได้โคจรรอบ Ceres ตั้งแต่วันที่ 6 มีนาคม 2015 ซึ่งเป็นจุดจอดที่สองหลังจากใช้เวลา 14 เดือนที่ดาวเคราะห์น้อยเวสตา ( SN: 4/4/15, p. 9 ) ขณะที่ Dawn วนรอบ Ceres ความเร็วของยานอวกาศที่เปลี่ยนแปลงไปเล็กน้อย — ความเบี่ยงเบนน้อยกว่า 0.1 มิลลิเมตรต่อวินาที — เผยให้เห็นสนามแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์แคระ ด้วยการรวมการวัดเหล่านี้กับรูปภาพที่แสดงรูปร่างโดยรวมของ Ceres นักวิจัยสรุปว่ามวลกระจายออกไปภายในได้อย่างไร แกนกลางมีความหนาแน่นใกล้เคียงกับอุกกาบาตบางชนิด เปลือก (หนาประมาณ 70 ถึง 190 กิโลเมตร) มีความหนาแน่นประมาณสองในสาม
ดูเหมือนว่าภูเขาบนเซเรสจะลอยอยู่บนชั้นแร่ธาตุที่บิดเบี้ยวและองค์ประกอบที่ระเหยได้ซึ่งระเหยง่าย รายงานของ Park และผู้ทำงานร่วมกัน ถ้าเซเรสมีความแข็งอย่างสมบูรณ์ แรงโน้มถ่วงเหนือภูเขาก็จะแข็งแกร่งกว่าภูมิประเทศโดยรอบเนื่องจากมวลที่เพิ่มขึ้น นักวิจัยพบว่าแรงโน้มถ่วงของเซเรสไม่ได้แปรผันตามภูมิประเทศ นี่แสดงให้เห็นว่าภูเขาและเนินเขาแทนที่มวลต่างๆ ใต้ผิวน้ำ “เหมือนกับที่เรือแล่นบนน้ำ” Park กล่าว เพื่อให้ชั้นที่อยู่ด้านล่างมีความยืดหยุ่นเล็กน้อย อุณหภูมิภายในเซเรสจะต้องอุ่นเมื่อเทียบกับพื้นผิว ความร้อนนั้นอาจมาจากการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีหรือถูกทิ้งไว้ตั้งแต่ตอนที่เซเรสรวมตัวกันเมื่อกว่า 4 พันล้านปีก่อน
Simone Marchi นักวิทยาศาสตร์ด้านดาวเคราะห์ที่ Southwest Research Institute ในโบลเดอร์ โคโลกล่าวว่าการแยกวัสดุซึ่งเป็นแกนแข็งที่ปกคลุมด้วยเปลือกโลกที่อ่อนนุ่มสามารถช่วยให้นักวิจัยเรียนรู้เกี่ยวกับสภาพแวดล้อมที่เซเรสก่อตัวขึ้นได้ การประเมินปริมาณน้ำแข็งและสารกัมมันตภาพรังสีที่ฝังอยู่ใต้พื้นผิวเขากล่าว – ความอุดมสมบูรณ์ซึ่งขึ้นอยู่กับว่าดวงอาทิตย์เกิดที่เซเรส
การทำความเข้าใจโครงสร้างภายในอาจเป็นกุญแจสำคัญในการไขปริศนา:
ไม่มีหลุมอุกกาบาตบนเซเรสที่มีความกว้างมากกว่าประมาณ 280 กิโลเมตร ซึ่งแปลกเมื่อพิจารณาจากสิ่งที่นักวิจัยรู้เกี่ยวกับประชากรของหินที่ควรชนเข้าไป ( SN: 9/5/15 , น. 8 ) บางสิ่งบางอย่างอาจจะกัดเซาะหลุมอุกกาบาตเหล่านั้น แม้ว่าจะยังไม่ชัดเจนว่าอะไร มาร์ชิคาดการณ์ว่าการกัดเซาะมีส่วนเกี่ยวข้องกับวิวัฒนาการและองค์ประกอบภายในของเซเรส
ปีเตอร์ โธมัส นักวิทยาศาสตร์ด้านดาวเคราะห์แห่งมหาวิทยาลัยคอร์เนลล์ กล่าวว่า นอกจากจะได้แนวคิดว่าเซเรสถูกประกอบเข้าด้วยกันอย่างไรแล้ว การค้นพบนี้สามารถนำไปใช้กับโลกอื่นทั้งในระบบสุริยะของเราและรอบๆ ดาวฤกษ์อื่นๆ Insight from Ceres เพิ่ม “มิติใหม่ของสิ่งต่าง ๆ ที่อาจไม่เคยมีมาก่อน” เขากล่าว “คุณหาวัตถุได้กี่ชนิด – ดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์แคระ ดาวเคราะห์น้อย – คุณสามารถรับได้”
“สูตรเคมีบอกคุณได้มากมายเกี่ยวกับสภาวะที่แร่ธาตุก่อตัว” แดเนียล ฮัมเมอร์ นักธรณีเคมีจากมหาวิทยาลัยเซาเทิร์น อิลลินอยส์ ในคาร์บอนเดล และหัวหน้านักวิทยาศาสตร์ของ Carbon Mineral Challenge กล่าว นอกจากนี้ยังแนะนำว่าแร่ธาตุที่มีอยู่ซึ่งมีสูตรคล้ายกันมาก ในหลายกรณี สามารถใช้เป็นแนวทางสำหรับแร่ธาตุที่หายไปอาจมีลักษณะเป็นอย่างไร ในแง่ของสีหรือรูปร่างของผลึก
อันที่จริง ความคล้ายคลึงกันอาจรุนแรงมากจนมองข้ามแร่ไป เพราะมันดูเหมือนแร่ที่รู้จักหรือแม้แต่แร่ทั่วไป “เป็นไปได้ว่าแร่ธาตุที่หายไปบางส่วนเหล่านี้ซ่อนตัวอยู่ในสายตา” ฮัมเมอร์กล่าว
หากไม่อำพราง แร่ธาตุคาร์บอนบางชนิดอาจหายากมากจนไม่เคยพบเห็นมาก่อน ในเดือนมิถุนายนที่American Mineralogist , Hazen และนักวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม Jesse Ausubel จาก Rockefeller University ในนิวยอร์กซิตี้ได้พูดคุยถึงสาเหตุหลายประการว่าทำไมแร่ธาตุจึงหายาก อันที่จริงหายากมากจนอุปทานของโลกทั้งโลกอาจพอดีกับปลอกมือ Hazen กล่าว
ประการแรก แร่อาจก่อตัวหรือคงสภาพได้เฉพาะในอุณหภูมิ ความดัน และ pH ที่ไม่ปกติอย่างยิ่ง ตัวอย่างเช่น แร่เฮทรูไรต์ (Ca 3 SiO 5 ) ก่อตัวที่อุณหภูมิสูงกว่า 1,250 องศาเซลเซียสเท่านั้น และเฉพาะในกรณีที่ไม่มีอะลูมิเนียม ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่พบมากที่สุดอันดับสามในเปลือกโลก พบ Hatrurite ครั้งแรกในอิสราเอลในแหล่งหินปูนโบราณที่อาจได้รับความร้อนสูงที่เกิดขึ้นเมื่อไฮโดรคาร์บอนในตะกอนใกล้เคียงถูกเผา
ประการที่สอง แร่ธาตุอาจรวมถึงองค์ประกอบทางเคมีที่หายากและหายากกว่าเมื่อรวมกัน ตัวอย่าง ได้แก่ สวีเดนบอร์ไจต์ (ซึ่งประกอบด้วยเบริลเลียมและพลวงที่หายาก) และแร่ธาตุใด ๆ ที่มีเทลลูเรียมซึ่งโดยเฉลี่ยพบในเปลือกโลกที่ความเข้มข้น 5 ส่วนต่อพันล้าน
