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A partially differentiated interior for (1) Ceres deduced from its gravity field and shape

Park, R.S. und Konopliv, A.S. und Bills, B.G. und Rambaux, N. und Castillo-Rogez, J. und Raymond, C.A. und Vaughan, A.T. und Ermakov, A.I. und Zuber, Maria T. und Fu, R.R. und Toplis, M. J. und Russell, C.T. und Nathues, A. und Preusker, Frank (2016) A partially differentiated interior for (1) Ceres deduced from its gravity field and shape. Nature, 537 (7621), Seiten 515-517. Nature Publishing Group. doi: 10.1038/nature18955. ISSN 0028-0836.

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Offizielle URL: http://www.nature.com/nature/journal/v537/n7621/full/nature18955.html

Kurzfassung

Remote observations of the asteroid (1) Ceres from ground- and space-based telescopes have provided its approximate density and shape, leading to a range of models for the interior of Ceres, from homogeneous to fully differentiated1, 2, 3, 4, 5, 6. A previously missing parameter that can place a strong constraint on the interior of Ceres is its moment of inertia, which requires the measurement of its gravitational variation1, 7 together with either precession rate8, 9 or a validated assumption of hydrostatic equilibrium10. However, Earth-based remote observations cannot measure gravity variations and the magnitude of the precession rate is too small to be detected9. Here we report gravity and shape measurements of Ceres obtained from the Dawn spacecraft, showing that it is in hydrostatic equilibrium with its inferred normalized mean moment of inertia of 0.37. These data show that Ceres is a partially differentiated body, with a rocky core overlaid by a volatile-rich shell, as predicted in some studies1, 4, 6. Furthermore, we show that the gravity signal is strongly suppressed compared to that predicted by the topographic variation. This indicates that Ceres is isostatically compensated11, such that topographic highs are supported by displacement of a denser interior. In contrast to the asteroid (4) Vesta8, 12, this strong compensation points to the presence of a lower-viscosity layer at depth, probably reflecting a thermal rather than compositional gradient1, 4. To further investigate the interior structure, we assume a two-layer model for the interior of Ceres with a core density of 2,460–2,900 kilograms per cubic metre (that is, composed of CI and CM chondrites13), which yields an outer-shell thickness of 70–190 kilometres. The density of this outer shell is 1,680–1,950 kilograms per cubic metre, indicating a mixture of volatiles and denser materials such as silicates and salts14. Although the gravity and shape data confirm that the interior of Ceres evolved thermally1, 4, 6, its partially differentiated interior indicates an evolution more complex than has been envisioned for mid-sized (less than 1,000 kilometres across) ice-rich rocky bodies.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/109570/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:A partially differentiated interior for (1) Ceres deduced from its gravity field and shape
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Park, R.S.jet propulsion laboratory,california institute of technology, pasadena, ca, usaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Konopliv, A.S.jet propulsion laboratory, pasadenaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bills, B.G.jet propulsion laboratory,california institute of technology, pasadena, ca, usaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rambaux, N.imcce, observatoire de paris, franceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Castillo-Rogez, J.jet propulsion laboratory, california institute of technology,NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Raymond, C.A.jet propulsion laboratory, california institute of technology, pasadena, ca 91109-8099, usaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vaughan, A.T.jet propulsion laboratory,california institute of technology, pasadena, ca, usaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ermakov, A.I.mass. inst. of technology, cambridge, ma, united states.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zuber, Maria T.department of earth, atmospheric, and planetary sciences, massachusetts institute of technology, cambridge, ma 02139-4307, usaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fu, R.R.columbia university, palisades, ny, usaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Toplis, M. J.university of toulouse, franceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Russell, C.T.institute of geophysics, university of california, los angeles, los angeles, ca 90095NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nathues, A.max-planck institute for solar system research, katlenburg-lindau, germanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Preusker, Frankfrank.preusker (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:22 September 2016
Erschienen in:Nature
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:537
DOI:10.1038/nature18955
Seitenbereich:Seiten 515-517
Verlag:Nature Publishing Group
ISSN:0028-0836
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Dawn, Ceres, interior, gavity, shape
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erforschung des Weltraums
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt DAWN (alt)
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung
Hinterlegt von: Scholten, Dipl.-Ing. Frank
Hinterlegt am:15 Dez 2016 09:47
Letzte Änderung:23 Jul 2022 13:44

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