Dawnin laitteiden avulla on jo aiemmin saatu selville, että kirkkaiden pisteiden aines on pääosin soodaa eli natriumkarbonaattia (Na₂CO₃). Ainetta tunnetaan lähinnä vain Cereksestä ja Maasta, mutta sitä epäillään olevan myös Marsissa. Sooda on tyypillinen evaporiitti, jota esiintyy joko kokonaan tai osittain haihtuvien suolajärvien pohjilla.

Nämä ja tulevat kuvat auttavat selvittämään kirkkaiden pisteiden jäljellä olevia saloja. Tutkijoita pohdituttaa etenkin se, kuinka ja mistä sooda oikein päätyi pinnalle. Luultavasti kyse on suolaisesta ja mineraalirikkaasta vedestä, joka on pursunnut pinnalle halkeamia pitkin. Pinnalla vesi on jäätynyt ja sublimoitunut pois, mutta sooda on jäänyt evaporiittina jäljelle. Hämärän peitossa on yhä mahtaako suolaliuos olla peräisin suhteellisen läheltä pintaa (vaikkapa kraatterin sisäisestä "säiliöstä") vai jostain syvemmältä. Kirkkaita pisteitä on löytynyt lukuiisia ympäri Cerestä.

Juling-kraatterin koillisreuna on lähes ikuisessa varjossa. Pohjan muodot taas kertovat jäätikkömäisistä virtauksista.

Löytö on monessa suhteessa outo, sillä vesijää ei ole stabiilia Cereksen pinnalla. Se kyllä säilyy parhaiten juuri varjoisilla ja kylmillä rinteillä, mutta silloinkin se sublimoituu suoraan höyryksi. Jään lisääntymistä voi siis tapahtua vain, jos sitä purkautuu jostain lisää.

Tutkijoiden mukaan syy lienee Cereksen kierrossa Auringon ympäri. Kun pallon pinta lämpenee, sen alta alkaa purkautua vesihöyryä, joka sitten kondensoituu läheisen kraatterin kylmälle rinteelle. Myös lämmityksen mahdollisesti aiheuttamat maanvyöryt saattavat paljastaa lisää tuoretta jäätä.

Vaikka Juling-kraatteri sijaitsee syvällä Cereksen eteläisellä pallonpuoliskolla (noin Australian pääkaupungin leveysasteilla), ei Aurinko nouse kesäisin lämmittämään sen rinteitä juuri talvea paremmin. Kääpiöplaneetan akseli ei nimittäin ole juurikaan kallistunut sen kiertorataan nähden.

Pintaa lämmittävä säteilyannos kuitenkin vaihtelee vuoden mittaan roimasti, koska Aurinko on joskus lähellä (2,56 AU) ja toisinaan kaukana (2,98 AU). Tuo huima 63 miljoonaa kilometrin erotus on paljon suurempi kuin esimerkiksi lyhin matka Marsista Maahan.

(Jo ennen Dawn-luotaimen saapumista vaikutti varmalta, että Cereksen syvyyksistä näyttäisi purkautuvan vettä.)

Toisessa tuoreessa tutkimuksessa perehdyttiin viitteellisempiin todisteisiin muutoksista, mutta sen vaikutukset ovat kauaskantoisempia. Sen mukaan pinnan alta on paljastunut tavaraa geologisessa lähimenneisyydessä.

Jo aiemmin Cerekseltä on löydetty natriumkarbonaattia eli soodaa (Na₂CO₃, joka eri aine kuin ruokasooda NaHCO₃). Kääpiöplaneetan kiehtovat kirkkaat pisteet muodostuvat suurelta osin juuri tästä tavarasta.

Nyt julkaistussa tutkimuksessa tutkittiin useita paikkoja, joista löytyy soodan hydraatteja. Nämä ovat soodan kidemuotoja, joissa on mukana jonkin verran, joskus paljonkin, vettä. Ne ovat evaporiitteja, joita syntyy vain, kun suolaisesta vedestä haihtuu neste pois ja loppu kiteytyy.

Suoria todisteita vulkanismista artikkelissa ei juuri ole. Magmavalumia ei löydy, eikä vuoren materiaali poikkea ympäristöstä, vaikka sen pitäisikin koostua pinnan alta tulleista aineista.

Pienten kappaleiden tuliperäinen toiminta on aina herättänyt epäilyksiä, sillä jatkuva sisäinen aktiivisuus kysyy joko kokoa tai aktiivista nitkutusta. Paljon Cerestä pienempi 4Vesta-asteroidi koki nuoruudessaan lyhyen vulkanismin puuskan, joka kuitenkin hiipui jo yli neljä miljardia vuotta sitten. Kuussa, joka taas on paljon Cerestä suurempi ja vieläpä nitkuu Maan ansiosta, vulkanismi oli mittavaa ja jatkui pitkään, mutta veteli viimeisiään jo miljardi vuotta sitten.

Cereksellä vulkanismi taas olisi tutkijoiden mukaan hyvin tuoretta. Vuoren arvellaan syntyneen dinosaurusten aikaan, virherajat mukaanlukien vain 50-240 miljoonaa vuotta sitten. Kenties paljon myöhemminkin.

Ikäarvio riippuu paljon geo(morfo)logisesta kartoituksesta. Useat kohdat, kuten vaikkapa ruskean yksikön raja ja huipun piirteet, ovat hyvin ylimalkaisia ja jättävät paljon yksityiskohtia huomiotta. Koko  kartoitustyö vaikuttaa hutaistulta.

Kuvasta erottuu kauniisti, kuinka lähes kaikki kirkkaat alueet ovat mittavan ja haarautuvan halkeamaverkoston varrella.

Laikuksi aiemmassa kartassa nimetty suurin ja kirkkain piste sijaitsee noin kymmenkilometrisen, halkeamien ja kielekkeiden ympäröimän kuopan sisällä. Laikun keskellä nousee 2–3 kilometrin levyinen kohouma, joka lienee kirkkaan materian lähde. Mikä se sitten on, onkin jo vaikeampi selvittää.

"Kukaan ei odottanut Cereksestä löytyvän vuorta, ei etenkään Ahuna Monsin kaltaista", toteaa Chris Russell, luotainlennon päätutkija. "Meillä ei edelleenkään ole kunnollista käsitystä siitä, miten se on syntynyt."

Cereksen tunnetuimmassa kraatterissa Occatorissa on tunnetusti hyvin vaaleita läikkiä, jotka ovat mitä ilmeisimmin suolapitoista ainetta. Tutkijat eivät vielä osaa sanoa, onko Ahuna Monsin rinteitä peittävä aine koostumukseltaan samanlaista.

Kuvat: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/PSI

Joissain kuvissa Occatorin päällä on havaittavissa heikkoa usvaa (kuva yllä), mikä on todennäköisesti pinnan alta tulevaa vesihöyryä. Viime vuonna eräinä viimeisinä havaintoinaan ESAn Herschel-avaruusteleskooppi löysi myös vesihöyryä Cereksen ympäriltä, mikä sopii hyvin tähän teoriaan.

Usva on selvimmin havaittavissa Auringon paistaessa alueelle suoraan yläpuolelta, kun taas “aamulla” ja “illalla” (Cereksen pinnalta katsottuna) sitä ei ole havaittavissa lainkaan.

Nähtävästi Ceres käyttäytyy vähän kuin komeetta, joilta on havaittu samankaltaista kaasuuntumista. Vesihöyryn mukana ylös pinnalta nousee myös muita kaasuja, pölyä ja pieniä hitusia.

Ammoniakkia! Hiiltä!

Suolapitoisten alueiden lisäksi tutkijat ovat havainneet Cereksen pinnalta ammoniakkipitoisia kerrostumia. 

Näiden ammoniakkia sisältävien mineraalien löytyminen antaa viitteitä siitä, että Ceres ei välttämättä olekaan kotoisin Marsin ja Jupiterin välissä olevalta asteroidivyöhykkeeltä – tai kappaleesta, joka todennäköisesti aikanaan on hajonnut siellä palasiksi – vaan olisi syntynyt Aurinkokunnan ulko-osissa.

Tai sitten siihen on päätynyt ainetta, joka olisi peräisin Neptunuksen luota, missä on havaittu samankaltaista typpipitoista jäätä (ammoniakissa NH₃ on typpeä ja vetyä).

Spektrihavaintojen perusteella Cereksen ja hiilikondriittien, hiilipitoisten meteoriittien, koostumukset näyttävät olevan hyvin samanlaisia. Tosin havainnoissa on yksi olennainen ero: Ceres pitää sisällään on jopa 30% vettä.

Tässäkin tapauksessa on mahdollista, että kivisen ytimen päälle on ajan kuluessa kerääntynyt vesijäätä esimerkiksi siihen törmänneistä komeetoista.

Kummatkin havainnot osoittavat jälleen kerran sen, että raja komeettojen ja asteroidien välillä on erittäin häilyvä.

Onko Cereksellä pinnanalainen meri?

Jää oli hyvä teoria aluksi, koska Cereksen oletetaan pitävän sisällään runsaasti vesijäätä. Sitä voi olla siellä jopa enemmän kuin maapallolla on suolatonta vettä yhteensä.

Yleensä jää kuitenkin heijastaa erittäin hyvin valoa, lähes kaiken siihen osuvan säteilyn, mutta Cereksen täplät heijastavat “vain” noin 40%. 

Suola on itse asiassa jäätä jännempi vaihtoehto, sillä tässä tapauksessa Ceres olisi mahdollisesti yhä edelleen aktiivinen. Sen pinnalla siis tapahtuu muutoksia; kenties suolaa tihkuu sisustasta jatkuvasti pinnalle.

Marsin pinnalla on myös suolaisia alueita, ja siellä on myös nestemäistä, hyvin suolaista vettä pinnalla. Kenties juuri nytkin. Voisiko samoin olla Cereksen pinnalla?

Vesi on todennäköisesti jotenkin osa kokonaiskuvaa, sillä kuten Marsissa, myös Cereksellä suolat voivat olla syntyneet veden ja kiviaineksen ollessa yhdessä. 

Voisi myös ajatella, että Cereksen pinnan alla on osittain nestemäinen meri, mistä suola olisi peräisin. Ja jos pinnan alla on nestemäistä vettä, voisi siellä olla mahdollisesti myös elämää.

Tässä tapauksessa siis mysteerin vastaus saakin aikaan koko joukon yhä jännittävämpiä kysymyksiä…

Nyt julkistetuissa koko Cereksen pinnan kattavissa topografisissa (korkeuden näyttävissä) kartoissa on kaikkiaan 12 jännittävää kohdetta, joille on annettu nyt myös nimet. Alla olevassa kartassa olevat nimet on otettu kaikki eri maiden ja kulttuurien maatalouteen liittyvistä juhlista ja merkkipäivistä, sillä Rooman mytologiassa Ceres oli maanviljelyn ja viljavuuden jumalatar.

Kerroimme tarkemmin Cereksen pinnan nimistöstä aiemmassa jutussamme.

Yllä oleva kuva on aiemmassa jutussa olleeseen karttaan verrattuna tarkempi ja siinä on samaan tapaan paikannimien lisäksi väreinä tieto Cereksen pinnan korkeuseroista: sinisimmät alueet ovat noin 7,5 km keskiarvoa matalammalla ja punaiset alueet ovat noin 7,5 km korkeammalla. Valkoinen ilmaisee kaikkein korkeimpia paikkoja, mutta vaaleita ovat myös Occatorin kirkkaat pisteet, jotka ovat oikeasti vihreällä merkityllä koskeusalueella. Otsikkokuva on tästä suurennettu ja 3D-muokattu yksityiskohta.

Yllä: Kuun Atlas-kraatterin pohjalla risteilee halkeamia. Paikoin halkeamat ovat toimineet myös purkauspaikkoina paikalliselle tulivuoritoiminnalle (tummat läiskät halkeamien varsilla). Kuva: Nasa/USGS

Laikku voisi hyvinkin olla (jää)tulivuoren purkausaukko. Se näyttää sellaiselta. Sitä kiertävät halkeamakaaret olisivat merkki pinnan vajoamisesta, joka johtui (jää)magmasäiliön tyhjenemisestä sen alla. Himmeämpi Suttukin saa kirkkautensa (jää)vulkanismista, mutta useiden pienempien purkausten aiheuttamana. Siellä purkauspaikkoina toimivat halkeamat, aivan kuten Kuussakin (tämä näkyy vaikkapa ylläolevasta kuvasta). Vaikka Kuussa purkausjäljet ovat yleensä ympäristöä tummempia, Ceresin olosuhteissa ympärille purskahtanut jäälaava näkyisi kuitenkin kirkkaana.

Mutta eihän asia tietenkään ole noinkaan yksiselitteinen. Halkeamat kertovat pinnan venymisestä ja repeämisestä. Occatorin halkeamaviuhka on outo ja epäselvä, eikä muistuta Marsin tai Kuun kraattereista löytyviä vulkaanisia tai tektonisia repeämiä. Syy voi olla yksinkertaisesti Ceresin erilaisissa aineissa. Tai sitten halkeamat eivät olekaan ihan täysin vulkaanista alkuperää.

Vaihtoehto 3: Jotain vähän sinnepäin mutta ei kuitenkaan?

Halkeamien järjestäytyminen viuhkaksi voi kertoa niiden seuraavan jotain jähmettynyttä valumaa, tai pinnanalaista salaojaputkiston tyylistä rakennetta. Silloin ne olisi helppo liittää Occatorin altaan syntyaikoihin, sen kuuman pohjamateriaalin virtaamiseen, jäähtymiseen ja jähmettymiseen. Kun ajatusta kehittää vielä eteenpäin, Laikulle ja Sutulle löytyykin tästä uusia syntyvaihtoehtoja. Ne voisivat olla Occatorin törmäyksen aiheuttamia. Voi olla, että kraatterin pohjan pinta jäähtyi, mutta alle jäi kuumaa ja kenties paineen alaista tavaraa. Tämä sitten lopulta purkautui Laikun (ja pienemmässä määrin Sutun) kautta pihalle. Halkeamat syntyivät alla olevan tavaran poistuttua.

Oli jää päässyt pinnalle millä mekanismilla tahansa, yksi asia on varma. Tapahtuma on geologisesti tuore, sillä jää ei liene edes Ceresin tienoilla pinnalla kauaa selviävä aine. (Vai suojaako jäätä ehkä sen suolaisuus?) Occatorin pohjalta ei näytä löytyvän montaakaan tuoreempaa kraatteria, joten ehkä Occatorin törmäys tapahtui varsin äskettäin, tuhansia tai miljoonia vuosia sitten? Tai ehkä altaan pohja uusiutuu ja on jollain tasolla yhä vieläkin geologisesti aktiivinen?

Laikku ja Suttu voivat olla sopivasti osuneiden törmäysten jälkiä, ja halkeamat vanhempia. Ehkä halkeamat jopa aktivoituivat uudelleen törmäyksen jälkeen? Ehkä halkeamien pohjois-etelä -pääsuunta kertoo vain jostain laajemmasta heikkousvyöhykkeestä, joka ei tässä kuvassa vain tule esille?

Paljon kysymyksiä. Mikä vaihtoehto (jos mikään) on oikea? Se riippuu piirteiden ikäsuhteista ja yksityiskohdista. Laikusta ja Sutusta täytyy siis saada vieläkin tarkempia kuvia ja muita mittauksia. Niitä on onneksi luvassa, sillä luotain kartoittaa kääpiöplaneettaa luultavasti ainakin tämän vuoden loppuun, todennäköisesti pidempään. Käytännössä siihen asti, että sen hydrasiinivarastot loppuvat.

Päivitys 11.9.: Korjattu Occator-kraatterin epäselvää kuvausta. Kyse on kompleksisesta kraatterista eikä törmäysaltaasta, kuten aiemmin saattoi ymmärtää. Ne ovat kaksi eri asiaa.

Otsikkokuva: Dawn-luotaimen ottama kuva Ceresin kirkkaista pisteistä ja kirjoittajan tekemä nopea hahmotelma alueesta. NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA / Jarmo Korteniemi

Kirjoittaja on planetologi, joka tutkinut niin törmäyskraattereita, tulivuoria kuin veden ja jäänkin toimintaa monilla planeetoilla. Tällä hetkellä tekeillä on kirja Suomen törmäyskraattereista.

Ongelmana "tavallisissa" kuvissa on se, että ne ovat yleensä ylivalotettuja ja siksi pisteet näyttävät niissä suhteettoman kirkkailta. Joka tapauksessa kraatterin keskellä on selvästi muuta pintaa kirkkaampia (siis paremmin valoa heijastavia) alueita ja ne ovat erittäin kiinnostavia.

Tuoreimmat kuvat eivät ole tuoneet esiin uusia, yllättäviä teorioita alueiden alkuperästä. Ne ovat todennäköisimmin jäätä, jonka törmäys on paljastanut.

Tiedetuubin planeettageologi Jarmo Korteniemi sanoo pika-analyysissään, että todennäköisiä selityksiä on kaksi: "Joko törmäys, joka on paljastanut jäätä, tai kryovulkanismi, joka puskee jääainesta kääpiöplaneetan sisuksista ylös. Tai sitten tuon kuvassa näkyvän kraatterin, siis suuren pinnassa olevan kuopan, itsensä synnyttämä kryovulkanismi tai jokin sen sortin toiminta. Mutta silloin kraatterin pitäisi olla erittäin tuore. Puhuttaisiin enintään muutamasta miljoonasta vuodesta, tai ehkä jopa tuhansista. Eikä tuo kovin nuorelta näytä."

Vaikka uudet kuvat näyttävätkin siis alueen paremmin kuin aikaisemmin, ei näiden perusteella vielä voida sanoa lopullisesti varmaa selitystä kirkkaille pisteille. Mutta silti todennäköisin selitys on jo nyt jää.

Kuvissa näkyvän Occator-kraatterin reuna on noin kaksi kilometriä sen pohjaa korkeammalla. Dawn kiertää Cerestä parhaillaan noin 1500 kilometrin etäisyydellä, ja nyt saadut kuvat ovat karkeasti arvioiden kolme kertaa parempia kuin aiemmat, kesäkuussa otetut kuvat. Sen jälkeen luotain on muuttanut kiertorataansa ja tullut lähemmäksi kääpiöplaneettaa. Ensimmäiset kuvat kirkkaasta pisteestä saatiin keväällä huhtikuussa.