(1) Cérès



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Planète naine
(1) CérèsSymbole astronomique de Cérès
La planète Cérès (une planète rocheuse), photographiée le 4 mai 2015 par la sonde Dawn à une distance de 13 600 km
Cérès, photographiée le 4 mai 2015 par la sonde Dawn à une distance de 13 600 km
Propriétés de l' orbite
( animation )
Grand demi-axe 2 767  UA
(413,94 millions de km)
Périhélie - aphélie 2.558-2.976 AU
excentricité 0,0755
Inclinaison du plan de l'orbite 10,594 °
Période de rotation sidérale 4 à 221 jours
Période synodique 467 jours
Moyenne vitesse orbitale 17.877 km/s
Propriétés physiques
Diamètre équatorial * 964 km
Diamètre du poteau * 892 km
Dimensions 9,394 x 10 20  kg
Densité moyenne 2,16 g / cm 3
Accélération gravitationnelle * 0,29 m/s 2
Vitesse d'échappement 0,51 km/s
Période de rotation 9 h 4 min 27 s
Inclinaison de l' axe de rotation
géométrique albédo 0,09
Luminosité apparente max. 6,6 m
Température *
min - moyenne - max.
167 K  (106  ° C )
* basé sur le niveau zéro de la planète naine
Les autres
Explorateur G. Piazzi
Date de découverte 1er janvier 1801
Comparaison de taille entre la Terre, la Lune et Cérès
Comparaison de taille entre la lune , Cérès (en bas à gauche) et la terre (photomontage à l'échelle)

Cérès / tsers / ou - dans la nomenclature des astéroïdes - (1) Cérès ayant un diamètre équatorial moyen de 964 km, le plus gros objet de la ceinture d'astéroïdes et le plus petit de l' IAU en tant que planète naine classée corps célestes.

Cérès doit son nom à la déesse romaine de l'agriculture ; leur symbole astronomique est donc une faucille stylisée : Symbole astronomique de Cérès. Elle a été découverte le 1er janvier 1801 par Giuseppe Piazzi à l' observatoire de Palerme en tant que première planète mineure . Dans le premier demi-siècle après sa découverte, il a été classé comme planète , plus tard comme astéroïde ; depuis 2006, elle appartient au groupe des planètes naines.

Cérès est la première planète naine à être examinée par une sonde spatiale. Le Dawn, désormais inactif, l' orbite en tant que satellite artificiel depuis mars 2015 .

Découverte et classification d'objets

Johannes Kepler soupçonnait déjà une planète dans le « fossé » entre les orbites de Mars et de Jupiter , et la découverte de la série Titius-Bode vers 1770 a renforcé de telles hypothèses. La " Himmelspolizey " fondée par les astronomes Franz Xaver von Zach et Johann Hieronymus Schroeter a donc commencé à rechercher la planète présumée à partir de 1800. À cette fin, la zone autour de l' écliptique a été divisée en 24 sections. Chacune de ces sections a été assignée à un observatoire qui la rechercherait pour la planète. Le Sicilien Piazzi, qui croyait initialement que l'objet était une comète , a été découvert par hasard lors d'un examen d'un catalogue d'étoiles le soir du Nouvel An 1801.

Après que Piazzi ait rapidement perdu de vue le nouveau corps céleste en raison d'une maladie, Carl Friedrich Gauß a réussi à faire une bonne prédiction de sa position en utilisant sa méthode nouvellement développée pour déterminer l'orbite . Grâce à cela, von Zach a pu retrouver Cérès le 7 décembre 1801. Les calculs de Gauss se sont avérés extrêmement fructueux pour presque toutes les branches de la science, en ce sens qu'ils leur permettent d' appliquer la première méthode des moindres carrés pour l'analyse de régression . Il s'avère que Cérès se déplace autour du Soleil exactement à la distance entre Mars et Jupiter prédite par la série Titius-Bode.

Comme Uranus , qui a été découverte en 1781, Cérès était considérée comme une planète, ce qui a initialement augmenté le nombre de planètes dans le système solaire à huit. Ce n'est que lorsque le nombre de corps célestes trouvés entre Mars et Jupiter a augmenté rapidement vers 1850 que les désignations « petites planètes », « planètes mineures », « planétoïdes » ou « astéroïdes » ont été établies pour ces objets, Cérès perdant son statut de une planète. Une redéfinition du concept de planète est devenue nécessaire au début du 21e siècle en raison de la découverte de plusieurs corps célestes de la classe de taille Plutos . Une résolution de l' IAU datée du 24 août 2006 a classé Cérès comme une planète naine telle que (134340) Pluton, (136199) Eris , (136472) Makemake et (136108) Haumea .

la désignation

Piazzi a d'abord nommé le corps céleste qu'il découvrit Cérès Ferdinandea , d'après Cérès , la déesse romaine de l'agriculture et patronne de l'île de Sicile, et en l'honneur du roi Ferdinand IV de Naples, qui s'enfuit à Palerme en 1798. En Allemagne , Johann Elert Bode a suggéré le nom Juno (qui a ensuite été repris pour le troisième astéroïde, (3) Juno ) ; pendant une courte période, le nom Hera fut également utilisé (qui fut plus tard donné à (103) Hera ). Von Zach a toutefois précisé que "le professeur Piazzi a maintenant baptisé son propre enfant, [...] auquel il a apparemment droit en tant que premier découvreur". Comme l'honneur du roi Ferdinand a rencontré de la résistance dans d'autres nations, cette partie du nom a rapidement été abandonnée.

En 1803, deux ans après la découverte de Cérès, l' élément chimique cérium fut découvert et nommé d'après ce nouvel astre.

Orbite

Cérès se déplace sur une ellipse au milieu de la ceinture d'astéroïdes, à une distance moyenne de 2,77  UA , en 1681 jours autour du Soleil , ce qui correspond à environ 4,6 ans. La distance du périhélie est de 2,56 UA, la distance aphéro est de 2,98 UA. L' orbite est inclinée de 10,6° par rapport à l' écliptique , l' excentricité orbitale est de 0,076.

La période synodique de Cérès est de 467 jours. Pendant l' opposition , il se situe entre 1,59 UA et 2,00 UA de la Terre et a une magnitude apparente allant jusqu'à 6,6 mag; il n'est donc que juste en dessous du seuil de visibilité à l'il nu. Cérès peut donc être trouvé avec des jumelles ou un petit télescope .

la nature

Taille et masse

Cérès est la seule planète naine du système solaire interne et l'objet le plus grand et le plus massif de la ceinture d'astéroïdes . Une valeur de 9,39 × 10 20  kg est donnée pour la masse , ce qui correspond à la 6360e partie de la masse terrestre . Cérès a donc environ 3,6 fois la masse du prochain objet plus léger de la ceinture d'astéroïdes, (4) Vesta , et combine environ 25% de la masse totale de cette ceinture.

Comparaison des tailles de la terre et de Cérès sur le chemin planétaire de la ville de Vienne
Planet Path Vienna : Ceres est si petit sur une échelle de 1 : 1 milliard ; la terre mesure 13 mm

Des observations avec la NASA -Raumsonde Dawn ont montré que Cérès a la forme d'un sphéroïde km légèrement aplati avec un diamètre équatorial de 964 et un diamètre polaire de 892 km. La superficie de Cérès est d'environ 2 850 000 km². La période de rotation est de 9:04:27 heures, la densité moyenne calculée est de 2,077 ± 0,036  g / cm³ . Les mesures de la sonde spatiale Dawn ont montré une valeur légèrement supérieure de 2,16 g/cm³.

surface

Ceres a une surface riche en carbone sombre avec un albédo de 0,09. Des observations radar ont montré que toute la surface semble être uniformément recouverte de régolithe poudreux . Des caractéristiques de surface exceptionnelles ou isolées ont été déterminées pour la première fois en 1995 par des observations UV avec le télescope spatial Hubble : une tache sombre d'un diamètre d'environ 250 km a été montrée, qui a été nommée « Piazzi » en l'honneur du découvreur de Cérès. D'autres observations avec Hubble en 2003 et 2004 ont permis de créer une carte qui, en plus de « Piazzi » et d'un point lumineux bien visible, montrait de nombreuses caractéristiques de surface plus petites.

En 2015, la sonde spatiale américaine Dawn a fourni plus de détails ; elle a révélé des cratères d'impact densément semés . Le plus grand cratère nommé Kerwan a un diamètre moyen de 280 km et est situé sur l'équateur. La paroi du cratère Occator s'élève à près de 2 000 mètres à certains endroits, à l'intérieur du cratère se trouvent des points très lumineux, avec Cerealia Facula au milieu, la zone la plus lumineuse de tout l'astre. Il existe également un autre groupe de spots plus à l'est appelé Vinalia Faculae. L'un des mystères est l'absence de grands cratères ; l'une des explications est l'hypothèse d'une surface élastique-résistante. Au moins, le grand bassin ovale Vendimia Planitia pourrait être le vestige discret d'une structure d'impact très ancienne et plus grande. Vendimia Planitia a un diamètre allant jusqu'à 750 km et s'étend au sud de l'équateur dans le cratère Kerwan. Les dénivelés topographiques sur Cérès vont jusqu'à 15 kilomètres au total.

On pense que les points lumineux à l'intérieur d'Occator et ailleurs que Hubble a déjà suivis sont des dépôts de sel. L'analyse spectrale infrarouge suggère que les points lumineux sont principalement constitués de carbonate de sodium avec de petites quantités de minéraux silicatés et de carbonate ou de chlorure d'ammonium .

Dans le cadre de la mission Dawn, le cryovolcan en forme de dôme Ahuna Mons a été découvert, qui s'élève à environ 4 000 mètres de haut près de l'équateur et se compose d'un mélange de chlorures , de minéraux et de glace d'eau. La température moyenne à l'équateur est d'environ -110°C.

Dans la cartographie créée pour Cérès, le premier méridien traverse le centre du cratère Kait de 400 mètres de large et divise la surface en un hémisphère Kerwan et un hémisphère Occator.

Des chercheurs de l'Institut italien d'astrophysique INAF ont découvert grâce à des observations à long terme qu'il existe des saisons sur Cérès . Il a été observé que la quantité de surface glaciaire change à certains endroits : en six mois, la surface de glace dans le cratère Juling est passée de 3,6 à 5,5 km². De plus, des glissements de terrain ont été observés, qui seraient dus à la fonte des calottes glaciaires. Les scientifiques soupçonnent également une activité volcanique sous la surface.

composition

Les mesures du télescope spatial Hubble permettent de tirer des conclusions sur la composition de Cérès : on suppose qu'il s'agit d'une planète naine différenciée avec un noyau rocheux et un manteau et une croûte faits de minéraux plus légers et de glace d'eau . La différenciation est probablement due à la désintégration radioactive de l' aluminium - les isotopes 26 Al ont libéré de la chaleur , reflétant ainsi une couche qui peut s'être formée à partir d'eau liquide déjà aux premiers jours du système solaire. Cependant, les dix kilomètres extérieurs n'ont pas fondu , mais ont formé une solide croûte de glace, tandis que des matériaux lourds ( silicates , métaux ) se sont accumulés dans le noyau. Dans l'ensemble, Ceres devrait être composé de 17 à 27 pour cent en poids d'eau. La quantité d'eau sur Cérès est estimée à environ cinq fois la quantité d' eau douce sur terre . De plus, le télescope spatial infrarouge ESA - Herschel a pu détecter de la vapeur d'eau autour de Cérès. Le débit d'eau est de 6 kg/s et s'effectue à deux endroits en surface. Lorsque Cérès est sur son orbite légèrement elliptique près du Soleil, la libération est la plus élevée.

La connaissance de la surface pourrait être encore affinée par Dawn.

Un groupe de recherche international de l'Institut italien d'astrophysique INAF a annoncé en février 2017 avoir trouvé des composés de carbone organique aliphatique sur Cérès à l'aide de la sonde spatiale Dawn .

Malgré la structure en forme de planète , Cérès n'est pas devenue une vraie planète. Vraisemblablement, la forte gravité de Jupiter voisin a empêché Cérès d'accumuler suffisamment de masse pour passer d'un planétésimal à une grande planète.

Mission de l'aube

Le vaisseau spatial Dawn de la NASA a atteint Cérès le 6 mars 2015. La mission principale consistait à cartographier la surface d'une orbite haute de Cérès et s'est terminée en juillet 2015. De juillet à décembre 2015, Dawn s'est approchée en plusieurs étapes en spirale jusqu'à la mission secondaire 380 km ; cela permet une résolution de 40 mètres par pixel. La mission secondaire a permis d'enregistrer la chimie du sol en détail et devait se terminer fin juin 2016. Début juillet 2016, la NASA a approuvé le financement de la mission de suivi pour une observation continue afin d'obtenir plus d'informations sur la structure et le développement de Ceres. Cérès approchait du périhélie à cette époque , qu'il a atteint en avril 2018, et de nouvelles idées et découvertes ont été faites grâce à l'observation à long terme. En octobre 2017, la prolongation définitive de la mission jusqu'à la fin du carburant a été annoncée. Dawn a été dirigée sur une orbite elliptique qui, à 200 km, était plus proche de la surface qu'auparavant. Cette orbite a gardé la sonde et collecté des données scientifiques jusqu'à ce que toutes les réserves d' hydrazine soient épuisées, puis a finalement cessé ses activités le 1er novembre 2018. Les dernières photos reçues datent du 1er septembre 2018.

Selon les résultats d'une étude publiée en août 2020 sur la base des données de la mission Dawn de 2018, Cérès est un "monde océanique" avec un grand réservoir d'eau salée sous sa surface. Celui-ci est situé à environ 40 kilomètres sous la surface et s'étend sur une largeur de plusieurs centaines de kilomètres.

Science fiction

Dans la série de livres et la série télévisée The Expanse , Cérès est l'un des lieux.

Voir également

Littérature

  • Andreas Möhn, Metka Klemencic : Cérès : la petite sur de Pluton . 1ère édition. GD-Verlag, Berlin 2017, ISBN 978-3-96142-936-3 ( aperçu limité dans la recherche de livres Google [consulté le 16 avril 2018]).
  • Michael Küppers, Laurence O'Rourke, Dominique Bockelée-Morvan, Vladimir Zakharov, Seungwon Lee, Paul von Allmen, Benoît Carry, David Teyssier, Anthony Marston, Thomas Müller : Sources localisées de vapeur d'eau sur la planète naine (1) Cérès . Dans : Nature . ruban 505 , non. 7484 . Recherche sur la nature, 2014, p. 525-527 .
  • Thorsten Dambeck : Vagabonds dans le système solaire. Dans : Image de la science . Mars 2008, ISSN  0006-2375 , p. 56-61.
  • Carl Haase (Ed.) : Théorie du mouvement des corps célestes qui gravitent autour du soleil en sections coniques . Carl Meyer, Hanovre 1865 (traduction allemande par : Carl Friedrich Gauß : Theoria motus corporum coelestium in sectionibus conicis solem ambientium. 1809 ; réimpression en fac-similé de l'édition Meyer, Hanovre 1865 : Remagen-Oberwinter, Kessel 2009, ISBN 978-3-941300- 13-2 ).
  • Donald Teets, Karen Whitehead : La découverte de Cérès. Comment Gauss est devenu célèbre , Math Magazine, Volume 72, 1999, pp. 83-91, Online (a reçu le prix Carl B. Allendoerfer du MAA)

liens web

Commons : Ceres  - album avec photos, vidéos et fichiers audio

Preuve individuelle

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  7. SG Foderà, A. Manara, P. Sicoli : Giuseppe Piazzi et la découverte de Cérès. Dans : William Bottke, Alberto Cellino, Paolo Paolicchi, Richard P. Binzel (eds.) : Asteroids III . University of Arizona Press, Tucson 2002, ISBN 0-8165-2281-2 .
  8. D'autres sources disent que le mouvement de la terre a amené le planétoïde dans une région du ciel dans laquelle les rayons brillants du soleil rendaient l'observation impossible : Ulrich Krengel : De la détermination des orbites planétaires aux statistiques modernes. ( Memento du 28 mai 2015 dans Internet Archive ), PDF 775 ko (avec ill.)
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Guy Garnier

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