Cette vue de l'ensemble du cratère Occator montre la fosse aux couleurs vives en son centre et le dôme cryovolcanique. Les montagnes déchiquetées au bord de la fosse projettent leurs ombres sur certaines parties de la fosse. Cette image a été prise à une distance de 1478 kilomètres au-dessus de la surface et a une résolution de 158 mètres par pixel. Crédit :NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA
Parmi les caractéristiques les plus frappantes à la surface de Cérès figurent les points lumineux au centre du cratère Occator qui se démarquaient déjà lorsque la sonde spatiale de la NASA Dawn s'approchait de la planète naine. Des scientifiques sous la direction de l'Institut Max Planck pour la recherche sur le système solaire (MPS) ont pour la première fois déterminé l'âge de ce matériau brillant, qui se compose principalement de gisements de sels minéraux spéciaux. Avec environ quatre millions d'années seulement, ces dépôts sont environ 30 millions d'années plus jeunes que le cratère lui-même. Cette, ainsi que la distribution et la nature du matériau brillant à l'intérieur du cratère, suggère que le cratère Occator a été le théâtre d'explosions éruptives de saumure souterraine sur une longue période et jusqu'à presque récemment. Cérès est ainsi le corps le plus proche du Soleil qui montre une activité cryovolcanique.
Depuis près de deux ans, la sonde spatiale Dawn de la NASA a accompagné la planète naine Cérès, qui orbite autour du Soleil dans la ceinture d'astéroïdes entre Mars et Jupiter. Au cours de la première partie de la mission, la sonde a avancé sur des orbites de plus en plus basses jusqu'à ce qu'entre décembre 2015 et septembre 2016, seulement environ 375 kilomètres la séparent de la surface. Au cours de cette orbite de cartographie à basse altitude, les caméras de cadrage Dawn ont produit des images à haute résolution de la surface de Ceres affichant une résolution de 35 mètres par pixel. Les caméras de cadrage Dawn, Le système d'imagerie scientifique de Dawn, ont été développés et construits et sont exploités sous la direction du MPS.
Les chercheurs de MPS ont maintenant étudié en profondeur les structures géologiques complexes qui sont montrées dans les images détaillées du cratère Occator. Ces structures comprennent des fractures, avalanche, et plus jeune, plus petits cratères. « Dans ces données, l'origine et l'évolution du cratère tel qu'il se présente aujourd'hui peuvent être lues plus clairement que jamais auparavant", dit Andreas Nathues, Enquêteur principal de caméra de cadrage. Des indications supplémentaires ont été fournies par les mesures du spectromètre infrarouge VIR à bord de Dawn.
Mosaïque en fausses couleurs montrant des parties du cratère Occator. Les images ont été prises à une distance de 375 kilomètres. Le côté gauche de la mosaïque montre la fosse centrale contenant le matériau le plus brillant de Cérès. Il mesure 11 kilomètres de diamètre et est en partie entouré de montagnes déchiquetées. Au milieu de la fosse un dôme culmine à 400 mètres de haut couvert de fractures. Il a un diamètre de trois kilomètres. Le côté droit de la mosaïque montre plus loin, moins de points lumineux dans le cratère Occator. Crédit :NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA
Le cratère Occator situé dans l'hémisphère nord de Cérès mesure 92 kilomètres de diamètre. En son centre se trouve une fosse d'un diamètre d'environ 11 kilomètres. Sur certaines parties de ses bords, les montagnes déchiquetées et les pentes abruptes s'élèvent jusqu'à 750 mètres de haut. Dans la fosse, un dôme lumineux s'est formé. Il a un diamètre de 3 kilomètres, est de 400 mètres de haut et présente des fractures proéminentes.
"Ce dôme contient le matériau le plus brillant de Cérès, " dit le scientifique de MPS Thomas Platz. Les chercheurs appellent le matériau brillant dans la fosse centrale Cerealia Facula. Les données VIR montrent qu'il est riche en certains sels, soi-disant carbonates. Étant donné que les impacts ultérieurs dans cette zone n'ont exposé aucun autre matériau de la profondeur, ce dôme est peut-être entièrement constitué de matériau brillant. Les points lumineux épars (Vinalia Faculae) situés plus à l'extérieur dans le cratère sont plus pâles, forment une couche plus fine et - comme le montrent les données VIR et caméra - s'avèrent être un mélange de carbonates et de matériau sombre environnant.
Nathues et son équipe interprètent la fosse centrale avec ses rochers, crête déchiquetée comme vestige d'une ancienne montagne centrale. Il s'est formé à la suite de l'impact qui a créé le cratère Occator il y a environ 34 millions d'années et s'est effondré plus tard. Le dôme de matière brillante est beaucoup plus jeune :seulement environ quatre millions d'années. La clé pour déterminer ces âges était le comptage et la mesure précis de petits cratères déchirés par des impacts ultérieurs. L'hypothèse de base de cette méthode est que les surfaces présentant de nombreux cratères sont plus anciennes que celles qui sont moins fortement "perforées". Étant donné que même de très petits cratères sont visibles sur des images à haute résolution, la nouvelle étude contient la datation la plus précise à ce jour.
Cet anaglyphe 3D montre pour la première fois une partie du cratère Occator dans une combinaison d'anaglyphe et d'image en fausses couleurs. Crédit :NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA
"L'âge et l'apparence du matériau entourant le dôme lumineux indiquent que Cerealia Facula a été formé par un récurrent, processus éruptif, qui a également projeté des matériaux dans des régions plus extérieures de la fosse centrale", dit Nathues. "Un seul événement éruptif est plutôt improbable, " ajoute-t-il. Un regard sur le système de Jupiter soutient cette théorie. Les lunes Callisto et Ganymède présentent des dômes similaires. Les chercheurs les interprètent comme des dépôts volcaniques et donc comme des signes de cryovolcanisme.
Les scientifiques du MPS supposent qu'un processus similaire est actif sur Cérès. "Le grand impact qui a déchiré le cratère géant Occator dans la surface de la planète naine doit avoir tout déclenché à l'origine et déclenché l'activité cryovolcanique ultérieure, " dit Nathues. Suite à la perturbation de l'impact, les chercheurs sur la saumure soupçonnent que soit une couche complète, soit des taches éparses sous le manteau rocheux, ont pu se rapprocher de la surface. La pression plus basse permettait l'eau et les gaz dissous, comme le méthane et le dioxyde de carbone, pour s'échapper en formant un système d'évents. En surface, des fractures sont apparues à travers lesquelles la solution saturée a jailli de la profondeur. Les sels déposés ont progressivement formé le dôme actuel.
La dernière de ces éruptions doit avoir créé la surface actuelle du dôme il y a quatre millions d'années. Si l'activité cryovolcanique a complètement cessé ou se poursuit à un niveau inférieur, n'est toujours pas clair. Les images du cratère montrant de la brume lorsqu'elles sont photographiées sous certains angles semblent parler pour ce dernier. Fin 2015 déjà, Les chercheurs de MPS ont expliqué ce phénomène avec la sublimation de l'eau.
Des recherches récentes appuient cette interprétation. Les chercheurs de MPS ont évalué de nombreuses images du cratère Occator d'une première phase de la mission prises à une distance de 14, 000 kilomètres et sous de faibles angles. Ils montrent clairement des variations de luminosité suivant un rythme diurne. "La nature de la diffusion de la lumière au fond d'Occator diffère fondamentalement de celle des autres parties de la surface de Cérès, " Le chercheur de MPS Guneshwar Singh Thangjam décrit le résultat de son analyse. " L'explication la plus probable est que près du fond du cratère un optiquement mince, une brume semi-transparente se forme, " ajoute-t-il. Les chercheurs pensent que la brume est peut-être formée en sublimant l'eau émergeant des fractures du fond du cratère lorsqu'elle est exposée au soleil.
