Körülbelül 950 km-es átmérőjével messze a legnagyobb és legnehezebb test az aszteroidaövben; olyannyira, hogy az aszteroidaöv össztömegének körülbelül egyharmadát a Ceres adja.[18] A legújabb megfigyelések felfedték, hogy a kisebb, szabálytalan alakú, gyengébb gravitációval rendelkező aszteroidákkal szemben a Ceres gömb alakú.[9] Felszíne vízjég és különbözőhidratált ásványok, példáulkarbonátok ésagyagfélék keverékéből állhat.[11] Belseje egy kőzetmagra és egy jégből álló köpenyre oszlik.[3]Látszólagos magnitúdója 6,7 és 9,3 között változik, azonban még legfényesebb állapotában sem észlelhető szabad szemmel.[12] Felszíne alatt folyékony vizet tartalmazó óceán rejtőzhet.
ANASA2007.szeptember 27-én indította aVesta és a Ceres felderítésére aDawnűrszondát.[19] A Dawn űrszonda VIR nevű műszereinfravörös fényben képes volt nagy területenszerves anyagot kimutatni a Ceres felszínén. A szerves anyagok főleg egy nagyjából 1000 km²-es területen találhatók, például az Ernutet kráter belsejében, annak a déli peremén, továbbá a kráteren kívüli területen onnan délnyugat felé. Egy másik nagy terület, ahol szerves anyagok találhatók, a kráter északnyugati pereme és a kráterből kidobódott anyaggal borított rész. Több más, néhány négyzetkilométer kiterjedésű területen van még ilyen anyag, a krátertől nyugatra és keletre is. Szerves anyag található még az Inamahari kráter egy kisebb részén, ami az Ernutettől 400 km-re van.[20]
Végül 1801. január 18-ánGiuseppe Piazzi fedezte fel, aki egy, Francis Wollaston által Mayer 87-ként jelölt csillag után kutatott, amely nem abban a pozícióban volt található, amit Mayer állatövi katalógusa megadott.[17] Csillag helyett egy mozgó, csillagszerű objektumot talált, amiről először azt gondolta, hogyüstökös.[22] 24 alkalommal figyelte meg a Cerest, utoljárafebruár 11-én, utána betegsége miatt kénytelen volt félbehagyni az égitest követését.1801.január 24-én levélben jelentette be felfedezését néhány csillagásztársának, többek között barátjának, amilánóiBarnaba Orianinak. Üstököst írt, de „mivel mozgása túl lassú és egyenletes, sokszor gondoltam rá, hogy ez valami sokkal jobb lehet”.[17] Áprilisban elküldte megfigyeléseinek teljes anyagát Orianinak,Bodénak, ésLalande-nakPárizsba, melyek megjelentek aMonatliche Correspondenz1801 szeptemberi számában is.[22]
Nem sokkal később a Ceres látszólagos pozíciója megváltozott (főként a Föld pályamozgásának köszönhetően). Ezután túl közel került a Nap fényéhez, így más csillagászok nem tudták megerősíteni a felfedezést az év végéig. Ilyen sok idő után azonban már nagyon nehéz volt megjósolni a pontos helyét. Hogy ismét megtalálják,Carl Friedrich Gauss, ekkor még csak 24 évesen, kifejlesztett egy hatásosmódszert a pálya meghatározására.[22] Alig néhány héten belül megjósolta a pályáját, majd elküldte eredményeit aMonatliche Correspondenz szerkesztőjének, Zách János Ferencnek.1801.december 31-én Zách ésHeinrich Wilhelm Olbers megtalálták a jósolt hely közelében, így megerősítve a Ceres létezését.[22]
Piazzi eredetileg aCeres Ferdinandea (olasz eredetű,Cerere Ferdinandea) nevet javasoltaCeresrómai istennő ésI. Ferdinánd nápoly–szicíliai király után.[17][22] A „Ferdinandea”-t nem fogadta el a világ többi nemzete, ezért elvetették.Németországban egy rövid ideigHérának hívták.[23] Görögországban Δήμητρα (Démétér) néven illetik, az istennő görög megfelelője után; eredeti használat szerint Démétér az1108 Demeter kisbolygó névadója. A Cerescsillagászati jele egy sarló, (), hasonló aVénuszéhoz () amely a női nem jelképe és Vénusz kézitükre.[22][24] Acérium kémiai elemetBerzelius ésKlaproth fedezték fel 1803-ban, egymástól függetlenül, nevét Berzelius javaslata alapján a Ceres után kapta.[25]William Hyde Wollaston 1802 elején fedezte fel apalládiumot (rendszáma 46), és előszörceresiumnak hívta. Mikor 1805-ben nyilvánosságra hozta felfedezéseit, a név már foglalt volt a két évvel korábban felfedezett cérium számára, ezért végül aPallas után nevezte el[26]
A Ceres (baloldalt alul), aHold (balra fent) és a Föld (jobbra) összehasonlítása
A Ceres besorolása több alkalommal félreértések tárgya volt.Johann Elert Bode azt hitte, hogy a Ceres a „hiányzóbolygó”, amit megjósolt aMars és aJupiter között, 419 millió km-es (2,8 CsE) távolságra a Naptól.[17] Az égitest csillagászati jelet kapott, bolygóként jelezték csillagászati könyvekben és táblázatokban, a2 Pallasszal, a3 Junóval és a4 Vestával együtt, körülbelül fél évszázadig, míg további aszteroidákat nem fedeztek fel.[17][22]
Mikor további objektumokat fedeztek fel a területen, rájöttek, hogy a Ceres volt az első a számos hasonló égitest közül.[17] SirWilliam Herschel1802-ben azaszteroida („csillag-szerű”) kifejezéssel illette az ilyen testeket:[27] „annyira hasonlítanak a kisebb csillagokra, hogy még a legjobb teleszkópokkal is nehéz őket megkülönböztetni tőlük”.[28] Mivel a Ceres volt az első ilyen felfedezés, az 1 Ceres jelzést kapta a kisbolygószámozás modern rendszerében.[27]
A2006-osPluto körüli vita, és a „mi számít bolygónak” kérdés során a Ceres megkaphatta volna a bolygó osztályozást.[29][30] Egy sikertelen javaslat szerint ugyanis a bolygó definíciója a következő lett volna: „egy égitest, ami (a) megfelelő tömeggel rendelkezik, hogy saját gravitációs tere legyen, ezáltal felülkerekedhet amerev testre ható erőkön, és hidrosztatikus egyensúlyhoz (közel gömb alakhoz) juthat el, valamint (b) egy csillag körül kering, és nem csillag vagy nem egy bolygó holdja”.[31] Ha elfogadták volna, akkor a Ceres lett volna a Naptól számított ötödik bolygó.[32] A javaslatot azonban elvetették, így – mivel a másik definícióban meghatározott feltételt, hogy megtisztítja saját környezetét, nem teljesíti – (aPlutóval együtt)törpebolygó besorolást kaptak,[33] az azonban nem világos, hogy még mindig kisbolygó-e vagy sem.[34]
Méret-összehasonlítás: az első tíz aszteroida mérete a FöldHoldjához képest. A Ceres balról az első.AHubble űrtávcső képei a Ceresről.2003 áprilisában készültek, körülbelül 30 km-es felbontással. A fehér folt pontos oka nem ismert.
Tömegét a kisebb aszteroidákra gyakorolt hatása alapján számították ki,[36] habár az egyes mérések kissé eltérnek.[37] A 2008-ban használt három legpontosabb érték átlaga 9,4·1020 kg körül van.[5][37] Ez a tömeg a kisbolygóöv teljes, aHold tömegének csupán 4%-át kitevő, körülbelül 3,0 ± 0,2 ·1021 kg-os tömegének harmadát teszi ki.[38] Mérete és tömege elegendő ahhoz, hogy alakja közel gömb alakú legyen,[3] ami közel van ahidrosztatikus egyenlőséghez. Ezzel ellentétben más aszteroidák (kisbolygók), például a2 Pallas,[39] a3 Juno,[40] és a4 Vesta[41] eléggé szabálytalan alakúak.
A Ceres felszínének összetétele nagyrészt hasonlít aC-típusú aszteroidáékéhoz,[11] de vannak különbségek. Az égitestről készültinfravörös képeken látható, mindenhol előforduló képződmények hidratált anyagok, amelyek annak jelzői, hogy belsejében nagy mennyiségű víz található. A felszín további összetevői lehetnek még avasban gazdagagyagfélék (cronstedtit), valamint akarbonátok (dolomit éssziderit), melyek aszenes kondrit meteorok gyakori ásványai.[11] A karbonátok és agyagfélék vonalai általában hiányoznak más C típusú aszteroidák színképéből.[11] A Cerest néha aG-típusú aszteroidák csoportjába is sorolják.[42]
A Ceres felszíni hőmérséklete viszonylag magas. Mérések szerint1991.május 5-énNap felőli oldalán 235 K (körülbelül ‒38°C) volt a hőmérséklet.[10] A Naptól való ekkori távolságát figyelembe véve a maximális érték 239 K lehetperihéliumközelben. Van néhány jel, ami arra utal, hogy rendelkezhet vékony atmoszférával, valamint jegesedés lehet a felszínén.[43] AzIUE által végzettultraibolya tartományú megfigyelések vízpárát mutattak ki a sarkok közelében.[43]
A Ceres belsejét bemutató diagram
Peter Thomas tanulmánya szerint a Ceresnek differenciált belseje van;[3]lapultsága túl kicsi egy homogén belsejű testhez képest, ami arra utal, hogy kőzetmagból és az azt borító jeges köpenyből áll.[3] A köpeny vastagsága 120-tól 60 km-ig változhat, amely 200 millió köbkilométer vizet jelenthet (a Ceres tömegének 16–26%-a, térfogatának 30–60%-a), ami több, mint aFöldédesvízkészlete.[44]
A Ceres felszínén található képződményekkel kapcsolatban ellentétek figyelhetőek meg. AHubble űrtávcső általultraibolya tartományban készített alacsony felbontású képeken egy sötét foltot találtak a felszínén, amelyet „Piazzi”-nak neveztek el atörpebolygó felfedezője után.[42] Azt valószínűsítették róla, hogy egy kráter. Később nagyobb felbontású képeket készítettek az égitest egy teljes forgásáról aKeck-teleszkóppal,adaptív optika felhasználásával. Ezen nem találták a „Piazzi” nyomát,[45] de látható volt két sötét képződmény, egyik a fényesebb, középső területeken. Ezekről is valószínűsíthető, hogy kráterek. AHubble által 2003-ban és 2004-ben, látható tartományban készült képeken tizenegy felszíni képződményt lehet felfedezni, melyek tulajdonságai ismeretlenek.[9][46] Ezen képződmények egyike megfelel a korábban megfigyelt „Piazzi”-nak,[9] azonban a Keck által megfigyelt sötét albedójú képződmények nem azonosíthatóak.[45]
Az ábrán a Ceres és több más bolygó pályája látható (fehér/szürke). A pályák azon területei, melyek azekliptika alatt találhatóak, sötétebb színnel vannak jelölve, továbbá narancssárga pluszjel a Nap helye. A bal felső ábra felülnézetből mutatja a Ceres helyét a Mars és a Jupiter között. A jobb felső egy közelebbi ábra, amely a Ceres és a Marsperihéliumának (q) ésaphéliumának (Q) helyét mutatja be. A Mars perihéliuma a Nap ellentétes oldalán van. A lenti ábra a Ceres pályájának inklinációját mutatja be a Marséhoz és a Jupiteréhez viszonyítva.
A Cerest korábban egykisbolygó-család legnagyobb tagjának tartották.[47] Az aszteroidák ilyen módú csoportjaiba a hasonló pályatulajdonságokkal rendelkező testek tartoztak. Ezen tulajdonságok jelezhették közös származásukat, például hogy egy, a múltban bekövetkezett ütközés során keletkeztek. A Ceres azonban másszínképpel rendelkezik, mint a család többi tagja, így a csoportot ma márGefion családnak hívják a legkisebb számú tag, az1272 Gefion után.[47] A Ceres csupán egy betolakodó, mivel csak pályatulajdonságai egyeznek meg a többi kisbolygóéval, azonban származásuk nem közös.[48]Saját tengelye körül 9 óra 4 perc alatt fordul meg.[7]
A Ceres domborzatának eddigi elnevezései (2015 júliusa). Sötétkékkel a legmélyebb területek vannak jelölve
A Ceres fejlődése egyszerű volt. Az akkréció és valószínűleg a rövid bomlási idejű radioaktív anyagok, például Al26 által fűtve belseje differenciálódott kőzetmaggá és jeges köpennyé, nem sokkal kialakulása után.[9][49] Ez az esemény felszínének átalakítását eredményezte akriovulkanizmus által, valamint felszínén különböző geológiai képződmények alakultak. A hőforrások gyors csökkenésével azonban a Ceres hamar kihűlt.[49] A felszínen található jég fokozatosan szublimált, hátrahagyva különböző hidratált ásványokat, példáulagyagféléket éskarbonátokat. Ma az égitest geológiailag inaktív, felszínét csupán becsapódási kráterek formálják.[9]
A nagy mennyiségű vízjég jelenléte arra utal,[3] hogy belsejében van vagy volt folyékony vízréteg.[49] Ezt a hipotetikus réteget gyakran hívjákóceánnak.[11] Valószínűleg a kőzetmag és a köpeny között helyezkedik (vagy helyezkedett) el, mint azEuropén.[49] Az óceán jelenléte sokkal valószínűbb, haammónia vagy más jegesedésgátló anyag van oldva a vízben.
A kutatók ammóniában gazdag agyagra találtak bizonyítékot. A vizsgálatokat a Dawn űrszondalátható- ésinfravörösspektrométerei végezték, amivel ásványok jelenlétét lehet kimutatni. Az ammónia-jég jelenleg elpárologna a felszínről, mivel ott ehhez a folyamathoz elegendően meleg van. Ugyanakkor ammónia molekulák meg tudnak maradni, ha kémiailag kötésben vannak más ásványokkal. Az ammónia vegyületek jelenléte felveti annak a lehetőségét, hogy a Ceres nem a fő aszteroida övben (a Mars és a Jupiter között) keletkezett, ahol jelenleg tartózkodik, hanem a külső Naprendszerben jöhetett létre. Egy másik elképzelés szerint közel a jelenlegi pozíciójához formálódott ki, aminek során a külső Naprendszerből befelé sodródó anyagot is magába épített.
Az ammónia jelenléte azt jelenti, hogy olyan környezetben jött létre, ahol sok volt a nitrogén. Következésképpen ez az anyag a hideg külső Naprendszerből ered.
A jelenlegi felszíni hőmérséklet 180 és 240 kelvin között változik. A magasabb hőmérséklet az egyenlítői övezetben mérhető.
A felszínen látható, feltűnő, fényes foltok eredete sokáig bizonytalan volt és a laikusok fantáziáját is megmozgatta.A NASA Dawn űrszondájának mérései alapján azt a megállapítást tették a kutatók, hogy a fényes anyag egyfajta só. A Ceres felszínén mintegy 130 fényesebb terület található, ezek többsége becsapódási kráter belsejében van. A sófajta nevemagnézium-szulfát, más névenhexahidrit. A Földön más fajta magnézium-szulfát található, aminek neveEpsomi só. A kutatók szerint ezek a sóban gazdag területek úgy keletkeztek, hogy a bennük lévő vízjég szublimálódott. A jég és a só keveréke a becsapódóaszteroidák hatására került feljebb a mélyebb rétegekből. Ezt azt is jelenti, hogy vízjég található a felszín alatt.
A Ceres felszíne nagyrészt sötét, aminek fényessége a frissaszfalténak felel meg. A fényes területek viszont a napfénynek akár 50%-át is visszaverik, ami szinte vakítóan fényesnek számít. A vízjeget kémiailag még nem sikerült kimutatni a felszínen, ehhez további adatokra van szükség.
A nevesített Occator-kráter tartalmazza a legfényesebb anyagot a Ceresen. Az Occator-kráter átmérője 90 km, középső területe (amit fényes anyag borít) nagyjából 10 km átmérőjű és 500 m vastagságú. A fényes felületen sötétebb csíkok, valószínűleg törésvonalak láthatók. A középső kiemelkedés magassága 500 m. Az éles perem és a meredek falak arra utalnak, hogy az Occator-kráter viszonylag fiatal képződmény, a kutatók 78 millió évre becsülik a korát.
Fantáziakép aDawnűrszondárólA Ceres domborzata hamis színezéssel hangsúlyozva. Az Indigókékkel (legmélyebb) és vörössel (legmagasabb) szélsőértékek eltérése 15 km
Ha a Ceres perihélium-közelben van oppozícióban, látszólagos magnitúdója elérheti a +6,7-et is.[12]
Úgy tartják, hogy ez már túl halvány ahhoz, hogy szabad szemmel észrevehető legyen, de kiváló látási körülmények között egy éles szemű ember észreveheti a törpebolygót. Csak a4 Vesta, valamint ritkább esetekben a2 Pallas és a7 Iris érhet még el ilyen fényességet.[50] Együttálláskor körülbelül +9,3-es magnitúdóval rendelkezik, ami megfelel a 10×50-estávcsővel látható leghalványabb objektumnak.
A Ceres megfigyelésének néhány jelentős mérföldköve:
Látható fényben készült képeket (30 km) aHubble-lal készítették2003-ban, majd2004-ben ismét.[9][46]
ANASA által2007.szeptember 27-én elindítottDawn műhold az első, amely2015-ben a törpebolygóhoz ért, miután előbb megközelítette a4 Vestát.[19] A küldetés tervei szerint a Dawn 5900 km-es magasságban pályára állt a Ceres körül. Öt hónapnyi tanulmányozás után távolságát előbb 1300, majd újabb öt hónap múlva 700 km-re csökkentette, később 385 km magasságig ereszkedett.[53] Az űrszonda rendelkezik látható fényű és infravörösspektrométerrel, valamintgamma-sugárzás-mérővel ésneutrondetektorral. Ezeket az eszközöket használják a Ceres alakjának és összetevőinek meghatározására.[19]
Az égitest tömegét aMars körül keringő és felszínén lévő űrszondák által kibocsátott rádiójelek segítségével becsülték meg, a Mars mozgására ható perturbációk alapján.[38]
Mivel a Ceres a kisbolygóöv legnagyobb objektuma, számostudományos-fantasztikus témájú könyvben, filmben, valamint számítógépes játékban szerepelt.Isaac Asimov több művében, például azŰrvadász-sorozatban és aHaldokló éjszakában is obszervatórium működik rajta.Larry NivenIsmert Űr-történeteiben a Ceres egy kisbolygóövbeli kormányzóság központja. AThe American Astronaut című filmben a kisbolygón található bárban rendeznek táncversenyt.[54] Szerepel továbbá aStar Control, aDescent, aDescent³, aTerminal Velocity számítógépes játékokban, valamint aWarhammer 40,000 univerzumában és aMutant Chronicles szerepjátékban is. Ezen felül Marton Béla két regényében kap fontos szerepet; ezek a: "Ceres foglyai" (pályájáról letérve súrolja a Földet, felszínén űrhajósok rekednek akik fejlett civilizáció maradványait fedezik fel) és az "Utazás a Vénuszra" (az első rész űrhajósait megmentik, korábbi bázisukról indul a Vénuszi expedíció).
↑abTed Bowell, Bruce v: Asteroid Observing Services. Lowell Observatory, 2003. január 2. (Hozzáférés: 2007. január 17.)
↑abcdeYeomans, Donald K.: 1 Ceres. JPL Small-Body Database Browser, 2007. július 5. (Hozzáférés: 2007. július 5.)–The listed values were rounded at the magnitude of uncertainty (1-sigma).
↑abcdA számítások a jelenleg ismert paramétereken alapulnak. A látszólagos magnitúdó és átmérő aHorizons-szal lett generálva. (Ephemeris: Observer Table: Quantities = 9,13,20,29)
↑JPL/NASA: What is a Dwarf Planet?. Jet Propulsion Laboratory, 2015. április 22. (Hozzáférés: 2022. január 19.)
↑Kovács József: Plutoida a törpebolygók hivatalos neve. hírek.csillagászat.hu. Magyar Csillagászati Egyesület, 2008. június 13. [2009. november 23-i dátummal azeredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2009. augusztus 2.) „A harmadik ismert törpebolygó, a Ceres nem tartozik a plutoidák közé, [...] A mostani elképzelések szerint lehet, hogy az első "aszteroida" típusának az egyetlen képviselője, ezért az IAU jelenleg nem tervezi aCeres típusú törpebolygó kategória létrehozását.”
↑Foderà Serio, G.; Manara, A.; Sicoli, P..szerk.: W.F. Bottke Jr., A. Cellino, P. Paolicchi, and R.P. Binzel: Giuseppe Piazzi and the Discovery of Ceres,Asteroids III (PDF), Tucson, Arizona: University of Arizona Press, 17-24. o. (2002)
↑History of Palladium Part 3 (angol nyelven). Palladium: Metal of the 21st Century. [2018. június 29-i dátummal azeredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2009. augusztus 2.)
↑Spahr, T. B.: MPEC 2006-R19 : EDITORIAL NOTICE. Minor Planet Center, 2006. szeptember 7. (Hozzáférés: 2009. augusztus 1.) „the numbering of "dwarf planets" does not preclude their having dual designations in possible separate catalogues of such bodies.”
↑abA. Cellinoet al. "Spectroscopic Properties of Asteroid Families", inAsteroids III, p. 633-643, University of Arizona Press (2002). (Table on page 636, in particular).
↑abcdCastillo-Rogez, J.C., McCord, T.B.; and A.G. Davis (2007). „Ceres: evolution and present state” (pdf).Lunar and Planetary ScienceXXXVIII, 2006-2007. o.
↑Martinez, Patrick,The Observer's Guide to Astronomy, page 298. Published 1994 by Cambridge University Press
↑Rayman, Marc: Dawn: mission description. UCLA – IGPP Space Physics Center, 2006. július 13. [2012. június 4-i dátummal azeredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2007. április 27.)
.svg)
_(cropped).jpg)
