Церера могла быть обитаемой в прошлом благодаря долгоживущему источнику энергии

Карликовая планета Церера на этих цветных изображениях, созданных на основе данных миссии NASA Dawn. Новые тепловые и химические модели указывают, что в прошлом на Церере могли быть условия, подходящие для жизни. Автор: NASA / JPL-Caltech / UCLA MPS / DLR / IDA

Новое исследование NASA показало, что Церера могла обладать долгоживущим источником химической энергии — правильными типами молекул, необходимых для питания некоторых микробных метаболизмов. Хотя нет доказательств существования микроорганизмов на Церере, это открытие поддерживает теории о том, что эта интригующая карликовая планета, крупнейшее тело в главном поясе астероидов между Марсом и Юпитером, могла иметь в прошлом условия, подходящие для поддержания одноклеточных форм жизни.

Научные данные миссии NASA Dawn, завершившейся в 2018 году, ранее показали, что яркие отражающие области на поверхности Цереры в основном состоят из солей, оставшихся от жидкости, которая просачивалась из недр. Последующий анализ в 2020 году выявил, что источником этой жидкости был огромный резервуар рассола, или соленой воды, под поверхностью. В других исследованиях миссия Dawn также обнаружила доказательства наличия на Церере органического материала в форме углеродных молекул — необходимого, хотя и недостаточного самого по себе, для поддержания микробных клеток.

Наличие воды и углеродных молекул — два критически важных элемента головоломки обитаемости Цереры. Новое открытие предлагает третий: долгоживущий источник химической энергии в древнем прошлом Цереры, который мог сделать возможным выживание микроорганизмов. Этот результат не означает, что на Церере была жизнь, но скорее, что там, вероятно, была «еда», доступная, если бы жизнь когда-либо возникла на Церере.

В исследовании, опубликованном в Science Advances 20 августа, авторы построили тепловые и химические модели, имитирующие температуру и состав недр Цереры с течением времени. Они обнаружили, что около 2,5 миллиардов лет назад подповерхностный океан Цереры мог иметь постоянный приток горячей воды с растворенными газами, поднимавшимися из метаморфизованных пород в каменном ядре. Тепло исходило от распада радиоактивных элементов внутри каменистых недр карликовой планеты, который происходил, когда Церера была молода — внутренний процесс, считающийся обычным в нашей Солнечной системе.

Эволюция температуры Цереры управляет основными внутренними событиями. В зависимости от степени внутреннего нагрева, ледяное тело среднего размера (~500–1000 км радиусом), такое как Церера, может пройти дифференциацию, затем метаморфизм своего интерьера и замерзание океана, приводя к современной внутренней структуре. После аккреции (1) температура внутри Цереры как функция времени и глубины контролирует события, определяющие обитаемость Цереры: (2) дифференциация льда и породы около ~4 млн лет, (3) метаморфические летучие добавляются в океан ~0,5–2 млрд лет, и (4) замерзание океана. Здесь предполагается, что ледяная оболочка состоит из чистого водяного льда. Автор: Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adt3283

«На Земле, когда горячая вода из глубоких недр смешивается с океаном, результатом часто становится шведский стол для микробов — пир химической энергии. Поэтому это может иметь большие последствия, если мы сможем определить, был ли в прошлом приток гидротермальной жидкости в океан Цереры», — сказал Сэм Курвиль, ведущий автор исследования. Сейчас работающий в Университете штата Аризона в Темпе, он возглавлял исследование, работая стажером в Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии, которая также управляла миссией Dawn.

Церера, которую мы знаем сегодня, вряд ли обитаема. Она холоднее, с большим количеством льда и меньшим количеством воды, чем в прошлом. В настоящее время недостаточно тепла от радиоактивного распада внутри Цереры, чтобы предотвратить замерзание воды, а оставшаяся жидкость стала концентрированным рассолом.

Период, когда Церера, скорее всего, была обитаемой, был между полумиллиардом и 2 миллиардами лет после ее формирования (или около 2,5–4 миллиардов лет назад), когда ее каменное ядро достигло пиковой температуры. Именно тогда теплые жидкости могли быть введены в подземные воды Цереры.

Эта иллюстрация изображает внутреннее строение карликовой планеты Цереры, включая перенос воды и газов из каменного ядра в резервуар соленой воды. Диоксид углерода и метан — среди молекул, несущих химическую энергию под поверхностью Цереры. Автор: NASA/JPL-Caltech

Карликовая планета также не имеет преимущества современного внутреннего нагрева, генерируемого приливными силами от орбиты вокруг большой планеты, как у спутника Сатурна Энцелада и спутника Юпитера Европы. Поэтому наибольший потенциал Цереры для энергии, питающей обитаемость, был в прошлом.

Этот результат также имеет implications для богатых водой объектов по всей внешней Солнечной системе. Многие другие ледяные спутники и карликовые планеты, схожие по размеру с Церерой (около 585 миль или 940 километров в диаметре) и не имеющие значительного внутреннего нагрева от гравитационного притяжения планет, также могли иметь период обитаемости в своем прошлом.

Больше информации: Samuel W. Courville et al, Core metamorphism controls the dynamic habitability of mid-sized ocean worlds—The case of Ceres, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adt3283

Источник: NASA