Ровно два года назад, в июле 2011 года, американский зонд Dawn («Рассвет») прибыл на встречу с астероидом Веста и временно, на целый год, стал его спутником. Что же нового мы узнали о Весте, о малых планетах вообще, о первых планетах Солнечной системы, в частности?
Она не была дочерью Фаэтона
Астероиды долго считали обломками рассыпавшейся когда-то планеты, которой подарил свое имя мифический герой - Фаэтон. Теперь ученые знают, что это не так. Солнечную систему можно сравнить с мастерской, где искусный резчик выточил из слоновой кости несколько десятков шаров - планет и их спутников. На полу, возле стола, где работал мастер, горкой осталась лежать стружка. Это и есть «главный пояс астероидов» - комья, обрезки, не пошедшие в дело. «Космическая стружка», оставшаяся от эпохи строительства планет.
Астероиды очень разнятся по своим размерам. Самые маленькие уместились бы на домашнем столе. Самый большой - Церера (зонд Dawn прибудет к ней в феврале 2015 года) - напоминает собой настоящую планету. В поперечнике Церера достигает 1003 километров.
Довольно велика и Веста, расположенная на расстоянии более 180 миллионов километров от Земли. Ее средний диаметр - 525,4 километра. Масса -2,6 х 1020 килограммов. На первый взгляд, она выглядит так, как и положено астероиду: грубый ком, мало напоминающий идеальный шар. Скорее, это подтаявший и оплывший снежный ком.
Особенно поражает его облик, если всматриваться в упор, как это и сделал зонд. Теперь становятся заметны гигантские структуры на поверхности Весты: десятки странных рытвин.
По-видимому, эти борозды появились после того, как на южное полушарие Весты дважды обрушивались огромные метеориты (ориентировочно они достигали в поперечнике 66 и 64 километров). Вероятно, они и вызвали растрескивание Весты.
Следы тех давних катастроф - кратеры, достигающие в поперечнике 400 и 500 километров (они частично перекрывают друг друга), - первым изучил зонд Dawn. Впрочем, самый большой кратер, получивший название Реясильвия, заметен уже на фотографиях, сделанных Космическим телескопом Хаббл.
В мае прошлого года американский астроном Пол Шенк опубликовал на страницах Science модель, которая описывает последствия этих двух ударов для геологии Весты. После этих коллизий (а второй космический снаряд тогда - не в пример земным - лег почти в ту же самую воронку) из недр Весты, с глубины 100 километров, было выброшено огромное количество породы. Зато теперь у нас появляется уникальная возможность заглянуть в ее недра, не предпринимая особых усилий. Все, что другие планеты скрывают, здесь выложено на поверхность. По словам Шенка, даже в полусотне километров к северу от кратера Реясильвия толщина слоя пород, выброшенных после взрыва, достигает пяти километров.
Судя по предварительным датировкам, оба кратера образовались от одного до двух миллиардов лет назад. В самом центре кратера Реясильвия вздымается громадная гора высотой, как показывают последние расчеты, более 20 тысяч метров. Этой уникальной деталью рельефа миниатюрная Веста вписывает себя в «Книгу рекордов Солнечной системы». Ведь в нашем «зверинце планет» ее затмевает только Марс, над пыльными равнинами которого высится вулкан Олимп (26,4 километра). Впрочем, Марсу, младшему брату Земли, достигающему в поперечнике почти 6800 километров, простительно обзавестись такой роскошью. Но средний радиус Весты составляет менее 263 километров. И на ней образовался подобный вырост? Если вернуться к зоологическому сравнению, Веста - хомячок с шеей жирафа.
«Планета контрастов»
Более года бортовые камеры зонда «Рассвет» всматривались в пейзажи Весты. Порой аппарат приближался к астероиду всего на две сотни километров. Планета оказалась полна неожиданных контрастов. Фотографии запечатлели резкие, красочные перепады между теми частями Весты, что пострадали от ударов метеоритов и теперь были присыпаны грудами породы, выброшенной из ее недр, а также теми ее областями, что уцелели и были по-прежнему покрыты слоем коры.
Самые яркие участки поверхности Весты ослепительно белы, как снег; они отражают почти весь солнечный свет, падающий на них. Зато самые темные ее участки черны, как сажа; они поглощают до 90% солнечных лучей. Ни на одном другом астероиде не замечено таких перепадов.
Анализ показал, что эта «сажа» была принесена на Весту метеоритами, падавшими на нее. Судя по всему, это вещество и впрямь по своему составу близко к саже - содержит большое количество углерода.
Кстати, с тех самых пор, как астрономы стали наводить телескопы на Луну и вглядываться в темные пятна на ней, они привыкли к тому, что затемнены низменности, долины; ярко светлеют обычно плоскогорья, горные хребты. Оказалось, что на Весте совсем не так. Здесь по окраске отдельных регионов планеты никак нельзя судить о ее топографии - она обманчива.
Но вернемся к утверждению «Веста -планета контрастов». Если мы побывали на ее величайшей вершине, то заглянем теперь в глубочайшую ее впадину. Дно ее лежит на 22 километра ниже поверхности планеты. Так что перепад высот на Весте превышает 42 километра, это - шестая часть радиуса планеты. Если масштабы, заданные Вестой, выдержать у нас на Земле, то нам и Джомолунгма нужна в 500 километров высотой, и Марианская впадина километров в 550 глубиной. Впрочем, здесь Весте далеко до рекорда. Пока его удерживает Лютеция, где перепад высот составляет 40% от радиуса планеты. Но, может быть, наши автоматические аппараты приметят в поясе астероидов еще более деформированный шар?
«Вообще говоря, Веста - это нечто среднее между двумя типами небесных тел, - отмечает немецкий астроном Ральф Яуман. - Она обладает свойствами как астероида, так и большой планеты, причем сходство с большой планетой перевешивает».
Из Антарктиды на Весту
Это касается и внутреннего строения Весты. В ее глубине, как и в недрах Земли, располагается железоникелевое ядро. У Весты его радиус (110 километров) всего вдвое меньше радиуса самой планеты. Ни у одного другого астероида пока не выявлено ядра. Все они - простые глыбы.
Веста - единственный известный нам астероид, напоминающий своим внутренним строением планету земного типа. У нее есть не только металлическое ядро, но и мантия, и планетарная кора.
В молодости, кстати, Веста обладала даже мощным магнитным полем. Проникнуть в тайну ее магнетизма помог... метеорит ALH81001, найденный в Антарктиде почти четверть века назад — в 1981 году.
Как сообщили в прошлом году на страницах журнала Science исследователи из Массачусетсского технологического института, химический состав этого метеорита свидетельствует о том, что еще 3,69 миллиарда лет назад он был частью базальтовой коры, покрывающей Весту, но потом, - после падения на планету метеорита - был вырван оттуда и после долгих космических блужданий достиг Земли. Этот метеорит содержит ряд намагниченных минералов. Их магнитные характеристики могут поведать о том, какие условия царили на Весте в то время, когда ее кора застывала.
Исследование этих минералов показало, что когда-то Веста обладала мощным магнитным полем. Объяснить это можно лишь тем, что в недрах астероида в то время действовала своего рода динамо-машина - вращалось жидкое металлическое ядро. Однако уже через 100 миллионов лет после своего возникновения Веста остыла, и ее ядро окончательно отвердело. Динамо-машина застопорилась. Тем не менее, некоторые минералы все еще напоминают о том времени, когда этот «магнитный генератор» работал. Возможно, остаточное магнитное поле сохраняется на Весте и сегодня. В таком случае оно защищает поверхность планеты от разрушительного действия солнечного ветра. Прежде считалось, что Меркурий - вот самая маленькая планета Солнечной системы, которая когда-либо обладала магнитным полем.
Итак, подводя итоги первой экспедиции к Весте, можно сказать, что поначалу она развивалась точно так же, как Земля или Марс, но затем по неясной причине ее эволюция прекратилась. Веста «умерла, так и не повзрослев». Стрелки часов, отмерявших ее жизнь, остановились ровно четыре с половиной миллиарда лет назад. Зато теперь ученые получили возможность перенестись в то далекое время, когда Солнечная система только формировалась -когда все планеты были такими же маленькими «детьми», как Веста.
Как полагают астрономы, в ту пору в Солнечной системе было много подобных небольших планет. Вещество, составлявшее их, перемешивалось: тяжелое железо опускалось к центру, а легкие элементы всплывали на поверхность. Со временем эти планетки сливались друг с другом или сталкивались с более крупными телами. Они исчезали, перерождались.
Веста же перенесла тяжелейшие удары, но уцелела. Теперь она хранится в главном поясе астероидов, в этом «музее планетного строительства», как ценнейший экспонат под ярлычком «протопланета». Возможно, других таких уже нет даже там.
(с) Александр Волков