Θεωρίες για τις λαμπρές κηλίδες και την προέλευση του πλανήτη

ΑΠΟΣΤΟΛΗ «ΧΑΡΑΥΓΗ» ΣΤΗ ΔΗΜΗΤΡΑ

Θεωρίες για τις λαμπρές κηλίδες και την προέλευση του πλανήτη

Ο μεγάλος κρατήρας Occator στο νάνο πλανήτη Δήμητρα, όπου βρίσκονται οι δύο πιο λαμπρές κηλίδες που έχει εντοπίσει η «Χαραυγή». Στη φωτογραφία έχει γίνει χρωματική επεξεργασία, ώστε να αναδεικνύονται οι διαφορές στη σύνθεση του εδάφους

Η ώρα διατύπωσης των πρώτων εμπεριστατωμένων θεωριών από τη μελέτη των στοιχείων, που προσφέρει η αποστολή «Χαραυγή» (Dawn) της NASA στο νάνο πλανήτη Δήμητρα, έφτασε. Δύο τέτοιες μελέτες δημοσιεύτηκαν πρόσφατα στο επιστημονικό περιοδικό «Nature», με περιεχόμενο που αφορά, μεταξύ άλλων, το πιο εντυπωσιακό και μυστηριώδες φαινόμενο που εντόπισε η διαστημοσυσκευή: Τις λαμπρές λευκές κηλίδες σε διάφορα σημεία στην επιφάνεια της Δήμητρας. Σύμφωνα με την πρώτη θεωρία, το φωτεινό υλικό είναι ένα είδος άλατος, ενώ σύμφωνα με τη δεύτερη, η Δήμητρα ίσως έχει προέλευση από την περιοχή που σχηματίστηκαν και οι κομήτες.

Αλατα μπάνιου και ομίχλη

Η Δήμητρα έχει περισσότερες από 130 λαμπρές κηλίδες. Οι περισσότερες συσχετίζονται με κρατήρες από πρόσκρουση μετεωριτών. Σύμφωνα με τη μελέτη των επιστημόνων από το Ινστιτούτο Μαξ Πλανκ της Γερμανίας, το φωτεινό υλικό που σχηματίζει τις κηλίδες φαίνεται να είναι μια μορφή θειικού άλατος του μαγνησίου (MgSO₄), που ονομάζεται εξαϋδρίτης. Μια διαφορετική μορφή θειικού μαγνησίου είναι γνωστή στη Γη ως άλατα Επσομ, τα γνωστά ...άλατα μπάνιου. Οι επιστήμονες μελετώντας τις φωτογραφίες, που έστειλε η «Χαραυγή», εκτιμούν ότι αυτές οι πλούσιες σε άλατα περιοχές δημιουργήθηκαν ύστερα από την εξάχνωση του πάγου νερού, με τον οποίο ήταν ανακατεμένα τα άλατα στο υπέδαφος της Δήμητρας. Οι πτώσεις αστεροειδών μπορεί να ξέθαψαν το μείγμα αλάτων και πάγου και τελικά να έμειναν μόνο τα άλατα. Αν είναι έτσι, κάτω από τη σκοτεινή (στο χρώμα ασφάλτου) και σκονισμένη επιφάνεια της Δήμητρας υπάρχει στρώμα που περιέχει αλατούχο πάγο νερού.
Οι φωτεινές κηλίδες ανακλούν περίπου το 50% της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας και γι' αυτό κάνουν τόση αντίθεση με το γύρω έδαφος. Ομως, δεν έχει διαπιστωθεί με αδιαμφισβήτητο τρόπο η ύπαρξη πάγου νερού στην επιφάνεια της Δήμητρας. Πιο λεπτομερή δεδομένα χρειάζονται για να δοθεί οριστική απάντηση στο θέμα.
Οι δύο λαμπρότερες κηλίδες βρίσκονται στο εσωτερικό του κρατήρα Οκάτορ (από το όνομα τριτεύουσας θεότητας των Ρωμαίων, βοηθού της θεάς Δήμητρας). Ο Οκάτορ έχει διάμετρο 90 χιλιομέτρων (η διάμετρος της Δήμητρας είναι 940 χιλιόμετρα) και στο κέντρο του έχει ένα λάκκο βάθους 500 μέτρων και διαμέτρου 10 χιλιομέτρων, που καλύπτεται από το φωτεινό υλικό. Με τα μυτερά του χείλη και τις απότομες πλευρές, μοιάζει να είναι από τα νεαρότερα χαρακτηριστικά στην επιφάνεια της Δήμητρας. Οι επιστήμονες υπολογίζουν την ηλικία του στα 78 εκατομμύρια έτη.
Μερικές φωτογραφίες του Οκάτορ δείχνουν μια αραιή ομίχλη στον πάτο του κρατήρα. Το φαινόμενο ίσως σχετίζεται με ίχνη υδρατμών, που εντόπισε στη Δήμητρα το διαστημικό τηλεσκόπιο Χέρσελ, το 2014. Η ομίχλη φαίνεται να είναι παρούσα μόνο στις μεσημεριανές φωτογραφίες (ώρα Δήμητρας), αλλά όχι στις πρωινές ή τις απογευματινές. Με αυτήν την έννοια το φαινόμενο μοιάζει με τη δραστηριότητα στην επιφάνεια ενός κομήτη, όπου οι παραγόμενοι υδρατμοί σηκώνουν μικρά σωματίδια σκόνης και πάγου.

«Μετανάστης» από τις κρύες περιοχές;

Στη δεύτερη μελέτη οι ερευνητές, που επεξεργάστηκαν τα δεδομένα από τα φασματόμετρα ορατού και υπερύθρου της «Χαραυγής», σημειώνουν ότι εντόπισαν αργιλικά πετρώματα πλούσια σε αμμωνία. Ο πάγος αμμωνίας θα εξαχνωνόταν γρήγορα στη Δήμητρα, επειδή ο νάνος πλανήτης είναι σχετικά θερμός γι' αυτόν. Ωστόσο τα μόρια της αμμωνίας θα μπορούσαν να παραμείνουν σταθερά σε χημικό δεσμό με ορισμένα πετρώματα, όπως τα αργιλικά. Η παρουσία αμμωνιούχων ενώσεων αυξάνει την πιθανότητα η Δήμητρα να μη σχηματίστηκε στην κύρια ζώνη των αστεροειδών, μεταξύ Αρη και Δία, όπου βρίσκεται σήμερα, αλλά στο εξωτερικό τμήμα του ηλιακού συστήματος. Εναλλακτικά, μπορεί να σχηματίστηκε κοντά στη σημερινή της τροχιά, αλλά να ενσωμάτωσε υλικά προερχόμενα από τα εξωτερικά τμήματα του ηλιακού συστήματος (κοντά στην τροχιά του Ποσειδώνα), που τραβήχτηκαν βαρυτικά σε κάποια φάση προς το εσωτερικό του. Τέτοια υλικά είναι πλούσια σε αμμωνία και άζωτο.
Συγκρίνοντας το φάσμα του φωτός που ανακλά η Δήμητρα με εκείνο του φωτός που ανακλούν οι μετεωρίτες και ειδικότερα οι ανθρακούχοι χονδρίτες, οι επιστήμονες βρήκαν ορισμένες ομοιότητες, αλλά και διαφορές, που σχετίζονται με την ύπαρξη στη Δήμητρα αμμωνιούχων ορυκτών. Επίσης, οι ανθρακούχοι χονδρίτες περιέχουν 15-20% νερό, ενώ το έδαφος της Δήμητρας περισσότερο από 30%. Υποθέτουν ότι είτε εξαρχής συγκράτησε για κάποιο λόγο περισσότερο νερό, είτε ότι το απέκτησε στην πορεία από υλικά που έπεφταν πάνω της. Σύμφωνα με τη μελέτη, η θερμοκρασία στην επιφάνεια της Δήμητρας κυμαίνεται από -30 ^oC στον ισημερινό, έως -90 ^oC σε μικρότερα γεωγραφικά πλάτη.
Η «Χαραυγή» έφτασε προ ημερών στο τελικό τροχιακό της ύψος των 385 χιλιομέτρων από την επιφάνεια του νάνου πλανήτη και θα αρχίσει να στέλνει φωτογραφίες με ακόμη μεγαλύτερη ανάλυση, της τάξης των 35 μέτρων ανά εικονοστοιχείο (pixel).

Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγές: http://dawn.jpl.nasa.gov, http://jda.jaxa.jp