Gli scienziati hanno a lungo pensato che Cerere potesse avere un debole, atmosfera transitoria, ma restano misteri sulla sua origine e sul perché non sia sempre presente. Ora, i ricercatori suggeriscono che questa atmosfera temporanea sembra essere correlata al comportamento del sole, piuttosto che la vicinanza di Cerere al sole. Lo studio è stato condotto da scienziati della missione Dawn della NASA e da altri che in precedenza avevano identificato il vapore acqueo a Cerere utilizzando altri osservatori.

"Pensiamo che il verificarsi dell'atmosfera transitoria di Cerere sia il prodotto dell'attività solare, " ha detto Michaela Villarreal, autore principale del nuovo studio in Lettere per riviste astrofisiche e ricercatore presso l'Università della California, Los Angeles.

Cerere è l'oggetto più grande della fascia di asteroidi che si trova tra Marte e Giove. Quando le particelle energetiche del sole colpiscono il ghiaccio esposto e il ghiaccio vicino alla superficie del pianeta nano, trasferisce energia alle molecole d'acqua quando entrano in collisione. Questo libera le molecole d'acqua dal terreno, permettendo loro di fuggire e creare un'atmosfera tenue che può durare per una settimana o giù di lì.

"I nostri risultati hanno implicazioni anche per altri airless, corpi ricchi d'acqua del sistema solare, comprese le regioni polari della luna e alcuni asteroidi, " ha detto Chris Russell, investigatore principale della missione Dawn, anche all'UCLA. "Ci si possono aspettare rilasci atmosferici dalle loro superfici, pure, quando esplode l'attività solare."

Prima che Dawn arrivasse in orbita a Cerere nel 2015, prove di un'atmosfera erano state rilevate da alcuni osservatori in determinati momenti, ma non altri, suggerendo che si tratta di un fenomeno transitorio. Nel 1991, il satellite International Ultraviolet Explorer ha rilevato l'emissione di idrossili da Cerere, ma non nel 1990. Allora, nel 2007, il Very Large Telescope dell'Osservatorio europeo meridionale ha cercato un'emissione di idrossido, ma è uscito vuoto L'Herschel Space Observatory dell'Agenzia spaziale europea ha rilevato acqua nella possibile atmosfera debole, o "esosfera, " di Cerere in tre occasioni, ma non al quarto tentativo.

Quando Dawn ha iniziato il suo studio approfondito su Cerere nel marzo 2015, gli scienziati hanno trovato ampie prove per l'acqua sotto forma di ghiaccio. Il rivelatore di raggi gamma e neutroni (GRaND) ​​del veicolo spaziale ha scoperto che la superficie più alta è ricca di idrogeno, che è coerente con ampie distese di ghiaccio d'acqua. Questo ghiaccio è più vicino alla superficie a latitudini più elevate, dove le temperature sono più basse, uno studio del 2016 pubblicato sulla rivista Science found. Il ghiaccio è stato rilevato direttamente nel piccolo cratere luminoso chiamato Oxo e in almeno uno dei crateri che sono persistentemente in ombra nell'emisfero settentrionale. Altre ricerche hanno suggerito che i crateri in ombra persistente possono ospitare ghiaccio. Inoltre, le forme dei crateri e altre caratteristiche sono coerenti con un significativo contenuto di ghiaccio d'acqua nella crosta.

A causa di questa prova di ghiaccio abbondante, molti scienziati pensano che l'esosfera di Cerere si crei in un processo simile a quello che avviene sulle comete, anche se sono molto più piccoli. In quel modello, più Cerere si avvicina al sole, più vapore acqueo viene rilasciato a causa della sublimazione del ghiaccio vicino o in superficie.

Ma il nuovo studio suggerisce che un comportamento simile a una cometa potrebbe non spiegare il mix di rilevamenti e non rilevamenti di un'atmosfera debole.

"La sublimazione probabilmente è presente, ma non pensiamo che sia abbastanza significativo da produrre la quantità di esosfera che stiamo vedendo, "Ha detto Villareal.

Villarreal e colleghi hanno dimostrato che le rilevazioni passate dell'atmosfera transitoria coincidevano con concentrazioni più elevate di protoni energetici dal sole. I non rilevamenti hanno coinciso con concentrazioni inferiori di queste particelle. Cosa c'è di più, le migliori rilevazioni dell'atmosfera di Cerere non si sono verificate al suo massimo avvicinamento al sole. Ciò suggerisce che l'attività solare, piuttosto che la vicinanza di Cerere al sole, è un fattore più importante nella generazione di un'esosfera.

La ricerca è iniziata con un 2016 Scienza studio condotto da Chris Russell. Lo studio, utilizzando i dati GRaND, ha suggerito che, durante un periodo di sei giorni nel 2015, Cerere aveva accelerato gli elettroni dal vento solare a energie molto elevate.

Nel suo percorso orbitale, Cerere si sta avvicinando al sole. Ma il sole è ora in un periodo particolarmente tranquillo, dovrebbe durare ancora per molti anni. Poiché i loro risultati indicano che l'esosfera di Cerere è correlata all'attività solare, gli autori dello studio prevedono che il pianeta nano avrà poca o nessuna atmosfera per qualche tempo. Però, raccomandano che altri osservatori monitorino Cerere per le emissioni future.

Dawn è ora nella sua missione estesa e studia Cerere in un'orbita altamente ellittica. Gli ingegneri stanno manovrando il veicolo spaziale su un piano orbitale diverso in modo che Cerere possa essere visto in una nuova geometria. L'obiettivo principale della scienza è misurare i raggi cosmici per aiutare a determinare quali elementi chimici si trovano vicino alla superficie di Cerere. Come bonus, a fine aprile, il sole sarà direttamente dietro l'alba, quando la navicella si trova a un'altitudine di circa 12, 300 miglia (20, 000 chilometri). Cerere apparirà più luminoso di prima in quella configurazione, e forse svelare più segreti sulla sua composizione e storia.