Για περισσότερους από δύο αιώνες ο πλανήτης Δήμητρα (Ceres) έχει αιχμαλωτίσει το ενδιαφέρον των αστρονόμων ως ο μεγαλύτερος αστεροειδής στο ηλιακό μας σύστημα. Ανακαλύφθηκε το 1801 από τον Τζουζέπε Πιάτσι και αυτός ο νάνος πλανήτης, που βρίσκεται στη ζώνη των αστεροειδών μεταξύ Άρη και Δία, αποτελεί για πολύ καιρό αντικείμενο μελέτης και εντυπωσιασμού.

Ωστόσο, πρόσφατες έρευνες ρίχνουν νέο φως στη Δήμητρα, αμφισβητώντας τις μέχρι τώρα αντιλήψεις μας για τη σύνθεση και την ιστορία της.

Τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι η Δήμητρα μπορεί να φιλοξενεί ένα σημαντικό ποσό πάγου νερού κάτω από την επιφάνειά της, ζωγραφίζοντας την εικόνα ενός αρχαίου ωκεάνιου κόσμου.

Ξαναγράφοντας την ιστορία

Πάντα οι επιστήμονες πίστευαν ότι η Δήμητρα ήταν σχετικά ξηρή, υπολογίζοντας ότι η περιεκτικότητά της σε πάγο ήταν κάτω από 30%. Αυτή η υπόθεση βασιζόταν στην παρατήρηση πολλών κρατήρων στην επιφάνειά της, γεγονός που υποδείκνυε την έλλειψη σημαντικού πάγου.

Ο Δρ. Μάικ Σόρι, επίκουρος καθηγητής στο Τμήμα Γεωλογικών, Ατμοσφαιρικών και Πλανητικών Επιστημών του Πανεπιστημίου Purdue, ο Ίαν Παμερλέου, διδακτορικός φοιτητής στο Purdue, και η Τζένιφερ Σκάλι από το Εργαστήριο Αεριώθησης της NASA (JPL), είναι τα πρόσωπα πίσω από αυτές τις νέες γνώσεις για την παγωμένη φύση της Δήμητρας.

«Οι άνθρωποι πίστευαν παλαιότερα ότι αν η Δήμητρα είχε πολύ πάγο, οι κρατήρες θα παραμορφώνονταν γρήγορα με την πάροδο του χρόνου, όπως οι παγετώνες που ρέουν στη Γη ή όπως το μέλι που κυλάει αργά», εξήγησε ο Δρ. Σόρι.

«Ωστόσο, αποδείξαμε μέσω των προσομοιώσεών μας ότι ο πάγος μπορεί να είναι πολύ πιο ισχυρός στις συνθήκες της Δήμητρας από ό,τι είχε προβλεφθεί, εάν αναμειχθεί έστω και με λίγο στερεό βράχο».

Αυτή η ανακάλυψη ανατρέπει θεωρίες δεκαετιών. Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε προηγμένες προσομοιώσεις υπολογιστών για να μελετήσει πώς εξελίχθηκαν οι κρατήρες της Δήμητρας κατά τη διάρκεια δισεκατομμυρίων ετών.

Η δουλειά τους υποδεικνύει ότι η επιφάνεια της Δήμητρας αποτελείται από έναν «βρώμικο πάγο», που είναι κυρίως πάγος αναμεμειγμένος με πετρώματα.

Αυτό το μείγμα επιτρέπει στον πάγο να παραμένει σταθερός για μεγάλα χρονικά διαστήματα, διατηρώντας τις δομές των κρατήρων που οδήγησαν τους επιστήμονες να πιστέψουν ότι η Δήμητρα ήταν κυρίως ξηρή.

Τι έφερε πίσω η αποστολή Dawn της NASA;

Η αποστολή Dawn της NASA, που ξεκίνησε στις 27 Σεπτεμβρίου 2007, έπαιξε καθοριστικό ρόλο σε αυτή την ανακάλυψη. Ως το πρώτο και μοναδικό διαστημικό σκάφος που έχει τεθεί σε τροχιά γύρω από δύο εξωγήινα σώματα — τη Δήμητρα και τη Βέστα — το Dawn παρείχε ανεκτίμητα δεδομένα από το 2015 έως το 2018.

«Χρησιμοποιήσαμε πολλαπλές παρατηρήσεις που πραγματοποιήθηκαν με τα δεδομένα του Dawn ως κίνητρο για να ανακαλύψουμε ένα φλοιό πλούσιο σε πάγο, που αντιστέκεται στην παραμόρφωση των κρατήρων στη Δήμητρα», σημείωσε ο Παμερλέου.

Τα φασματογραφικά δεδομένα του σκάφους υποδείκνυαν την ύπαρξη πάγου κάτω από την επιφάνεια της Δήμητρας, ενώ οι μετρήσεις βαρύτητας υποστήριζαν την ιδέα μιας ακάθαρτης σύστασης πάγου.

Οι προσομοιώσεις της ομάδας έλαβαν υπόψη έναν νέο τρόπο με τον οποίο μπορεί να ρέει ο πάγος όταν υπάρχει έστω και μια μικρή ποσότητα πετρωμάτων.

Αυτό το εύρημα συμβιβάζει την παρουσία πολλών κρατήρων με το υψηλό ποσοστό πάγου, υποδεικνύοντας ότι η Δήμητρα θα μπορούσε πράγματι να είναι ένας παγωμένος κόσμος, χωρίς ο επιφανειακός πάγος να διαφεύγει γρήγορα.

«Δοκιμάσαμε διαφορετικές δομές φλοιού σε αυτές τις προσομοιώσεις και διαπιστώσαμε ότι ένας διαβαθμισμένος φλοιός με υψηλή περιεκτικότητα σε πάγο κοντά στην επιφάνεια, που σταδιακά μειώνεται σε βάθος, ήταν ο καλύτερος τρόπος για να περιοριστεί η χαλάρωση των κρατήρων της Δήμητρας», πρόσθεσε ο Παμερλέου.

Ένας ασυνήθιστος αστεροειδής

Η Δήμητρα ξεχωρίζει όχι μόνο για το μέγεθός της – περίπου 940 χιλιόμετρα σε διάμετρο, καθιστώντας την το πιο ογκώδες αντικείμενο στη ζώνη των αστεροειδών — αλλά και για τη σύνθετη γεωλογία της.

«Η Δήμητρα μοιάζει περισσότερο με πλανήτη», παρατήρησε ο Δρ. Σόρι. Το σχεδόν σφαιρικό σχήμα της, μαζί με χαρακτηριστικά όπως κρατήρες, ηφαίστεια και κατολισθήσεις, την καθιστούν ένα συναρπαστικό αντικείμενο για τους πλανητικούς επιστήμονες.

Η ιδέα ότι η Δήμητρα θα μπορούσε να ήταν ένας ωκεάνιος κόσμος, παρόμοιος με την Ευρώπη, τον δορυφόρο του Δία, ανοίγει νέες συναρπαστικές δυνατότητες.

«Για μένα, το πιο συναρπαστικό μέρος αυτής της ιστορίας, εάν έχουμε δίκιο, είναι ότι έχουμε έναν παγωμένο ωκεάνιο κόσμο πολύ κοντά στη Γη», είπε ο Δρ. Σόρι.

Αυτό καθιστά τη Δήμητρα ελκυστικό στόχο για μελλοντικές αποστολές που στοχεύουν στην εξερεύνηση πιθανών υπόγειων ωκεανών και των συνθηκών που θα μπορούσαν να υποστηρίξουν τη ζωή.

Παράθυρο στο παρελθόν

Η κατανόηση της σύνθεσης και της ιστορίας της Δήμητρας προσφέρει πολύτιμες ενδείξεις για το πρώιμο ηλιακό σύστημα.

Ως ο μεγαλύτερος αστεροειδής, η Δήμητρα κατέχει σημαντικό μέρος της μάζας της ζώνης των αστεροειδών, καθιστώντας την σημαντική για τις θεωρίες σχετικά με τον σχηματισμό των πλανητών και τη διανομή του νερού στη γειτονιά του ηλιακού μας συστήματος.

«Η Δήμητρα μπορεί να αποτελεί ένα πολύτιμο σημείο σύγκρισης για τους δορυφόρους των εξωτερικών πλανητών που φιλοξενούν ωκεανούς», εξήγησε ο Δρ. Σόρι.

Επιπλέον, η ανακάλυψη ενός φλοιού από «βρώμικο» πάγο υποδηλώνει ότι η Δήμητρα θα μπορούσε να διαθέτει πόρους, όπως πάγο νερού, που θα μπορούσαν να είναι κρίσιμοι για μελλοντικές διαστημικές αποστολές.

Αυτός ο πάγος θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την υποστήριξη ζωής ή ως συστατικό για καύσιμα, καθιστώντας τη Δήμητρα όχι μόνο αντικείμενο επιστημονικού ενδιαφέροντος, αλλά και έναν πιθανό κόμβο για ανθρώπινες δραστηριότητες στο διάστημα.

Τι ακολουθεί για τον αστεροειδή Δήμητρα;

Με τη Δήμητρα να αναγνωρίζεται πλέον ως πιθανός παγωμένος κόσμος, τα επόμενα βήματα για τους επιστήμονες περιλαμβάνουν πιο λεπτομερή εξερεύνηση.

Μελλοντικές αποστολές θα μπορούσαν να στοχεύσουν στη διάτρηση κάτω από την επιφάνεια για να ληφθούν άμεσα δείγματα του πάγου και του πετρώματος, παρέχοντας αδιάσειστα στοιχεία για το ωκεάνιο παρελθόν της Δήμητρας.

Επιπλέον, η μελέτη της Δήμητρας βοηθά τους επιστήμονες να κάνουν συγκρίσεις με άλλα παγωμένα σώματα, ενισχύοντας την κατανόησή μας για τις συνθήκες που οδηγούν στον σχηματισμό ωκεανών και πιθανώς στη ζωή.

Ο Δρ. Σόρι και η ομάδα του τονίζουν ότι η Δήμητρα είναι ο πιο προσιτός παγωμένος κόσμος που γνωρίζουμε, καθιστώντας την ιδανικό υποψήφιο για συνεχή εξερεύνηση.

«Ορισμένα από τα λαμπρά χαρακτηριστικά που βλέπουμε στην επιφάνεια της Δήμητρας είναι τα κατάλοιπα του θολωμένου ωκεανού της Δήμητρας, ο οποίος τώρα είναι εντελώς ή κυρίως παγωμένος και έχει εκραγεί στην επιφάνεια», δήλωσε ο Παμερλέου.

Αυτό παρουσιάζει μια μοναδική ευκαιρία για συλλογή δειγμάτων από έναν αρχαίο ωκεανό, χωρίς τις ακραίες προκλήσεις που θέτουν οι πιο απομακρυσμένοι παγωμένοι δορυφόροι.

Μυστήρια του ηλιακού συστήματος

Συνοψίζοντας, η νέα κατανόηση της Δήμητρας ως παγωμένου γίγαντα αναδιαμορφώνει την οπτική μας για τη ζώνη των αστεροειδών και τη γενικότερη δυναμική του ηλιακού μας συστήματος.

Με την επιβεβαίωση ότι η Δήμητρα διαθέτει σημαντική ποσότητα πάγου, οι ερευνητές απάντησαν σε μακροχρόνια ερωτήματα, ενώ γέννησαν νέα για την πιθανότητα ζωής και την ιστορία του νερού στη γειτονιά του ηλιακού μας συστήματος.

Με πληροφορίες από Earth