À l'aide de données à haute résolution spatiale collectées par le détecteur de rayons gamma et de neutrons (GRaND) à bord de la sonde spatiale Dawn de la NASA, des chercheurs planétaires ont détecté des concentrations élevées d'hydrogène dans et autour du cratère Occator, qui contient les points lumineux les plus importants de Cérès.
"La planète naine Cérès, le plus gros corps de la ceinture principale d'astéroïdes, est riche en eau", disent les astronomes.
La structure interne de Cérès se compose d'un manteau rocheux et d'une croûte longue de 40 kilomètres dominée par les restes gelés d'un ancien océan mondial.
Les contraintes rhéologiques indiquent que la croûte est riche en substances volatiles et contient de la glace d'eau, des phyllosilicates, des sels et éventuellement des hydrates de clathrate.
La ceinture la plus externe de Cérès contient de la glace d'eau, qui se sublime progressivement en réponse au chauffage de surface par la lumière du soleil.
"Comme l'axe de rotation de Cérès est presque perpendiculaire aux rayons du soleil, la glace s'est retirée plus profondément à l'équateur qu'aux pôles", expliquent les scientifiques. "Nous avons émis l'hypothèse que les impacts pourraient transporter de la glace d'eau de la croûte externe à la surface, reconstituant le régolithe avec de la glace", ont-ils ajouté.
Ainsi, selon les données de GRaND, la distribution de la glace d'eau près de la surface dans les décimètres supérieurs du régolithe est déterminée à la fois par de forts impacts et par la sublimation à long terme causée par l'insolation.
Les astronomes ont testé cette hypothèse en utilisant des données GRaND à haute résolution spatiale de la phase finale de la mission Dawn.
Le spectromètre à neutrons GRaND a détecté des concentrations d'hydrogène accrues en profondeur de la surface d'Occator, un jeune cratère de 90 km de diamètre situé à 19,82 ° N, où aucune glace près de la surface n'est attendue.
"L'excès d'hydrogène est sous forme de glace d'eau", ont déclaré les chercheurs. "Les résultats confirment que la croûte externe de Cérès est riche en glace et que la glace d'eau peut survivre aux décharges d'impact sur les corps de glace sans air."
Ces données suggèrent un contrôle partiel de la distribution de la glace près de la surface lors de forts impacts et fournissent des restrictions sur l'âge de la surface et les propriétés thermophysiques du régolithe.
Les astronomes pensent que la glace a persisté pendant environ 20 millions d'années après la formation d'Occator.
« La similitude entre la distribution mondiale de l'hydrogène et la structure des grands cratères suggère que les processus d'impact ont fait remonter la glace ailleurs sur Cérès. Ce processus s'accompagne de la perte de glace par sublimation provoquée par le chauffage de la surface par la lumière solaire. »
L'impact qui a formé le cratère Occator était censé excaver le matériau de la croûte terrestre à une profondeur de 10 km. Ainsi, l'augmentation observée de la concentration d'hydrogène dans le cratère confirme l'hypothèse selon laquelle la croûte est riche en glace.
"Les résultats soutiennent le consensus émergent selon lequel Cérès est un corps différencié dans lequel la glace s'est séparée de la roche pour former une coquille externe glacée et un océan sous-crustal", ont expliqué les chercheurs.
"Les corps plus petits et riches en eau, y compris les corps parents des météorites chondritiques carbonées, peuvent ne pas avoir subi de différenciation."
« Les résultats peuvent donc avoir des implications sur l'évolution des masses glaciaires, petites et grandes. Dans un sens plus large, comme le monde océanique, Cérès peut être habitable et constitue donc une cible attrayante pour de futures missions », concluent les astronomes.
Les résultats de la recherche sont publiés dans la revue Geophysical Research Letters.
2021-08-22 12:43:30
Auteur: Vitalii Babkin