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CERES
Ceres es el más pequeño de los planetas enanos, aunque hasta la reunión de la Unión Astronómica Internacional el 24 de agosto de 2006, era considerado el mayor asteroide descubierto por el hombre. Fue descubierto el 1 de enero de 1801 por Giuseppe Piazzi y recibe su nombre en honor a la diosa romana Ceres. Este planeta enano contiene aproximadamente la tercera parte de la masa total del cinturón de asteroides, siendo el más grande de todos los cuerpos de dicho grupo.
DESCUBRIMIENTO
Libro de Piazzi titulado “Della scoperta del nuovo pianeta Cerere Ferdinandea”, en el que anuncia el descubrimiento
La idea de que un frío planeta desconocido existiera entre las órbitas de Marte y Júpiter fue sugerida por Johann Elert Bode en 1768. Sus consideraciones se basaban en la Ley de Titius-Bode, una teoría propuesta por Johann Daniel Titius en 1766. De acuerdo con esta ley la distancia al Sol de este planeta era de unos 2,8 UA. El descubrimiento por William Herschel de Urano en 1781 incrementó la creencia en la ley de Titius-Bode. En el congreso astronómico que tuvo lugar en Gotha, Alemania, en 1796, el francés Joseph Lalande recomendó su búsqueda. Entre cinco grupos de astrónomos se repartieron el zodíaco en la búsqueda del quinto planeta y en 1800, veinticuatro astrónomos expertos, combinaron sus esfuerzos y comenzaron una búsqueda metódica del planeta propuesto. El proyecto fue encabezado por Franz Xaver von Zach. Si bien no encontraron a Ceres, sí que descubrieron grandes asteroides. Finalmente, Ceres fue descubierto el 1 de enero de 1801 desde un observatorio en Palermo (Italia) por Giuseppe Piazzi (1746-1826), sacerdote católico y educador, mientras trabajaba en la compilación de un catálogo estelar. El día 3 de enero el cuerpo se había desplazado un tercio de luna hacia el oeste. Hasta el 24 de enero no publicó su descubrimiento creyendo que se trataba de un cometa.
Piazzi señalando su descubrimiento.
El objeto fue cautamente anunciado por su descubridor en un primer momento como un cometa sin nebulosidad más que como un nuevo planeta. Carl Friedrich Gauss, que llegó a ser un gran matemático, inventó ex profeso para Ceres un procedimiento de cálculo de la órbita con tal de aprovechar los pocos datos que se tenía de ella conseguidos por Piazzi. Una vez calculada, resultó un cuerpo orbitante entre Marte y Júpiter. Si bien Ceres fue considerado demasiado pequeño para ser un verdadero planeta y las primeras medidas presentaban un diámetro de 480 km, permaneció listado como un planeta en libros y tablas astronómicas por más de medio siglo, aproximadamente hasta la década de 1850, antes de que se encontraran otros muchos objetos similares en la misma región espacial. Ceres y ese grupo de cuerpos fueron denominados cinturón de asteroides. Muchos científicos imaginaron que serían los vestigios finales de un antiguo planeta destruido, si bien actualmente se cree que el cinturón es un planeta en construcción y que nunca completó su formación.
El Círculo de Ramsden utilizado por Piazzi para hacer su descubrimiento de Ceres
NOMBRE Piazzi lo bautizó como Ceres Ferdinandea por Ceres, la diosa romana de las plantas y el amor maternal y patrona de Sicilia, y por el rey Fernando IV de Nápoles y Sicilia, patrón de su obra. El apellido Ferdinandea se eliminó posteriormente por razones políticas. En Alemania por un corto tiempo fue llamado Hera y en Grecia es llamado Deméter que es la diosa griega equivalente a Ceres.
Ceres, diosa de la agricultura, con el cuerno de la abundancia.
DATOS BÁSICOS
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS
Tiene un diámetro de 960 × 932 km y una superficie de 2.800.000 km², encontrándose situado en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter. Sin embargo, se sabe que el cinturón de Kuiper contiene objetos mayores, como Ixión, Quaoar, (90482) Orcus, Eris, Plutón, Makemake, Haumea, Caronte y posiblemente Sedna (aunque muchos astrónomos opinan que Sedna es realmente un objeto de la Nube de Oort). Con una masa de 8,7×1020 kg, Ceres comprende casi un tercio de la masa total estimada (2,3×1021 kg) de los asteroides del Sistema Solar. Hay algunos indicios de que su superficie es cálida y de que podría tener una débil atmósfera y escarcha. En el pasado, Ceres era considerado como el mayor de una familia de asteroides (un grupo de elementos orbitales similares). Pero estudios avanzados han mostrado que Ceres tiene unas propiedades espectrales diferentes de las de los otros miembros de la familia, y ahora este grupo es denominado como familia Gefion, nombrado con respecto al asteroide (1272) Gefion, siendo Ceres un accidental compañero sin un origen en común.
ESTRUCTURA INTERNA
Peter Thomas de La Universidad de Cornell ha propuesto que Ceres tiene un interior diferenciado; su achatamiento parece demasiado pequeño para un cuerpo indiferenciado, lo que indica que se compone de un núcleo rocoso recubierto con un manto helado. Este grueso manto de 100 km (23-28 por ciento de la masa de Ceres, el 50 por ciento del volumen) contiene 200 millones de kilómetros cúbicos de agua, que es más que la cantidad de agua dulce en la Tierra. Este resultado está apoyado por las observaciones hechas por el telescopio Keck en 2002, y la modelización de su evolución. Además, algunas características de su superficie y de su historia (como la distancia desde el Sol, que debilitó la radiación solar suficiente para permitir que algunos componentes con punto de congelación bastante bajo fueran incorporados durante su formación), apuntan a la presencia de materiales volátiles en el interior de Ceres. Alternativamente, la forma y las dimensiones de Ceres se explican por un interior que sea poroso y diferenciado, ya sea parcial o totalmente. La presencia de una capa de roca con una parte superior de hielo sería gravitacionalmente inestable. Si alguno de los depósitos de roca se hundió en una capa de hielo diferenciada, se hubieran formado os depósitos de sal. Estos depósitos no han sido detectados. Así, es posible que Ceres no contenga una gran capa de hielo, sino que se formara a partir de asteroides de baja densidad con un componente acuoso. La desintegración de los isótopos radiactivos puede no haber sido suficiente para causar la diferenciación.
SUPERFICIE
Las tomas en infrarrojo de Ceres han revelado una superficie con una textura destacada. El equipo de astrónomos liderado por Benoit Carry ha generado este mapa en color tridimensional en el que el color azul corresponde a las zonas oscuras en infrarrojo y el amarillo a las brillantes. El color negro de los polos se debe a la imposibilidad de obtener datos de esta región desde la Tierra.
La composición de la superficie de Ceres es muy similar a la de los asteroides de tipo C. Sin embargo, existen algunas diferencias. Las características omnipresentes en el espectro infrarrojo de Ceres son la de materiales hidratados, lo que indica la presencia de cantidades importantes de agua en el interior. Otros componentes de la superficie de pueden incluir hierro, arcillas y minerales carbonatados (dolomita y siderita), y condrita carbonosa, que son minerales comunes en los meteoritos. Las características espectrales de los carbonatos y las arcillas suelen estar ausentes en los espectros de los asteroides de tipo C. A veces, Ceres es clasificado como un asteroide de tipo C. La superficie de Ceres es relativamente cálida. La temperatura máxima llegó a ser de 235K (alrededor de -38 °C) el 5 de mayo de 1991. Esto da un máximo estimado de cerca de 239 K en el perihelio. Sólo algunas de sus funciones han sido claramente detectadas en la superficie de Ceres. Las imágenes ultravioletas de alta resolución tomadas por el Telescopio Espacial Hubble en 1995, mostraron una mancha oscura en su superficie, que fue apodada “Piazzi” en honor del descubridor de Ceres. Se pensó que fuera un cráter. Posteriormente, imágenes en el infrarrojo cercano con una mayor resolución tomadas con el Telescopio Keck utilizando la óptica adaptativa mostraron varias características brillantes y oscuras que se mueven con la rotación del planeta enano. Dos características oscuras tenían formas circulares y eran probablemente cráteres, uno de los cuales se observó en una región central brillante, mientras que otro fue identificado como la “característica Piazzi”. Las imágenes de luz visible más recientes del Telescopio Espacial Hubble de una rotación completa, tomadas en 2003 y 2004 mostraron 11 características reconocibles en la superficie, la naturaleza de las cuales se desconocen actualmente. Una de estas características corresponde a la “función Piazzi” observada antes. Estas últimas observaciones también determinaron que el polo norte de Ceres apunta en dirección 19 h 24 min (291 °) de Ascensión Recta, declinación 59 °, en la constelación Draco. Esto significa que la inclinación del eje de Ceres es muy pequeña, de alrededor de 3 °.
ATMÓSFERA Hay indicios de que Ceres puede tener una tenue atmósfera y agua helada en la superficie. El hielo de agua superficial no es estable a una distancia inferior a 5 UA del Sol, por lo que se espera que sublime si se expone directamente a la radiación solar. El hielo de agua puede migrar de las capas profundas de Ceres a la superficie, y escapar en un tiempo muy corto. Como resultado, es difícil detectar la vaporización de agua. Agua procedente de las regiones polares de Ceres se pudo observar en la década de 1990, pero esto no ha sido claramente demostrado. Es posible un escape de agua en los alrededores de un cráter de impacto frescos o de grietas en la sub-capas de la superficie de Ceres. Observaciones ultravioleta de la nave espacial IUE detectaron estadísticamente cantidades significativas de iones de hidróxido cerca del polo norte, lo cual es un producto de la disociación del vapor de agua por la radiación solar ultravioleta.
ORIGEN Y EVOLUCIÓN
Ceres es probablemente un protoplaneta superviviente (embrión planetario), que se formó 4,57 mil millones años atrás, en el cinturón de asteroides. Si bien la mayoría de los protoplanetas del sistema solar o bien se fusionaron con otros protoplanetas para formar planetas terrestres o fueron expulsados del Sistema Solar por Júpiter, Ceres se cree que ha sobrevivido relativamente intacto. Otro posible protoplaneta, Vesta, que es más pequeño, sufrió un impacto importante después de su solidificación, perdiendo ~ 1% de su masa. Una teoría alternativa propone que se formó con Ceres en el Cinturón de Kuiper y más tarde emigraron al cinturón de asteroides. La evolución geológica de Ceres fue dependiente de las fuentes de calor disponibles durante y después de su formación: la fricción de la acreción planetesimal, y la decadencia de los diversos radionucleidos (posiblemente incluyendo elementos de vida corta como 26Al), se piensa que han sido suficientes para permitir a Ceres diferenciarse en un núcleo de roca y un manto helado poco después de su formación. Este proceso puede haber causado el rejuvenecimiento por el agua del vulcanismo y la tectónica, borrando las características geológicas de más edad. Debido a su pequeño tamaño, Ceres podría haberse enfriado a principios de su existencia, haciendo que todos los procesos geológicos cesaran. El hielo en la superficie se ha ido sublimando, dejando atrás varios minerales hidratados, como arcillas y carbonatos. Hoy en día, Ceres parece ser un cuerpo geológicamente inactiva, con una superficie tallada sólo por impactos. La presencia de cantidades significativas de hielo de agua en su composición plantea la posibilidad de que Ceres tiene o ha tenido una capa de agua líquida en su interior. Esta capa hipotética, es a menudo llamada océano. Si esta capa de agua líquida existe, se cree que se encuentra entre el núcleo rocoso y el manto de hielo como en la teoría de los océanos en la luna Europa. La existencia de un océano es más probable si hay compuestos disueltos en el agua como amoníaco o anticongelante.
ÓRBITA
Ceres sigue una órbita entre Marte y Júpiter, en medio del cinturón de asteroides, con un periodo de 4,6 años. La órbita está moderadamente inclinada (i=10.6° comparada con los 7° de Mercurio y los 17° de Plutón) y moderadamente excéntrica (e=0.08º comparada con los 0.09º de Marte).
La imagen superior ilustra las órbitas de Ceres (azul) y las de otros planetas (blanco/azul). Los segmentos de las órbitas por debajo de la eclíptica están en colores oscuros, y el signo (+) en naranja ubica al Sol. El diagrama superior izquierdo es una vista polar que muestra la localización de Ceres entre Marte y Júpiter. El diagrama superior derecho es una cercana demostración de las localizaciones del perihelio (q) y del afelio (Q) de Ceres y Marte. El perihelio de Marte está en oposición al Sol desde el de Ceres y de muchos de los grandes asteroides del cinturón de asteroides, incluyendo a (2) Palas e (10) Higia. El diagrama inferior es una vista en perspectiva mostrando la inclinación de la órbita de Ceres comparada con las de Marte y Júpiter.
OBSERVACIÓN
Una ocultación de una estrella por Ceres fue observada en México, Florida y a lo largo del Caribe el 13 de noviembre de 1984: con ello se pudo acotar el tamaño máximo y determinar, de un modo burdo, la forma del mismo (prácticamente esférico). En 2001, el telescopio espacial Hubble fotografió Ceres. Las imágenes son de baja resolución, pero confirman que es esférico y muestran un punto oscuro en su superficie, que es probablemente un cráter. Fue apodado "Piazzi" por el descubridor de Ceres. Ceres fue visible a finales de 2002 usando prismáticos. Más recientemente, Ceres fue estudiado con el telescopio Keck. Usando óptica adaptativa, se logró una resolución de 50 km/píxel, sobrepasando los resultados del Hubble. El Keck fue capaz de distinguir dos rasgos grandes de albedo oscuro, probablemente cráteres de impacto. El mayor tiene una región central más brillante. "Piazzi" no era visible en las imágenes del Keck. La NASA ha lanzado una misión llamada Dawn (en inglés, amanecer) para visitar Ceres y el asteroide (4) Vesta. Fue lanzada el 27 de septiembre de 2007. Entrará en la órbita de Vesta en 2011, y lo observará durante seis meses. Entonces saldrá y al cabo de tres años, en 2015, llegará a Ceres.
CURIOSIDADES
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Actualizado el
01/03/2010 Eres
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