Research press release


Nature Communications

Planetary science: The curious case of the missing craters on Ceres


ケレスの地表には、小さなクレーターが数多く見られるが、直径が約280 kmを超える大きなクレーターは存在しないことが知られている。一方、惑星が微惑星(惑星の基本となる構成要素)から進化する過程に関する衝突モデルでは、過去45億5000万年の間にケレスの地表に直径400 km超のクレーターが10~15個形成されたと予測されている。同様に、小惑星ベスタとの比較からは、ケレスに直径400 km超のクレーターが少なくとも6~7個存在すると推定されている。このように大きなクレーターが明らかに存在していない理由は、これまで説明されていなかった。

今回、Simone Marchiたちは、NASAの宇宙探査機「ドーン」によるケレスの観測データを用いて、ケレス全球におけるクレーターの分布を調べ、ケレスの進化に関する衝突シミュレーションを実行した。このシミュレーションでは、主小惑星帯におけるケレスの現在位置が45億5000万年間変わっていないことが前提条件とされた。Marchiたちが用いたモデルからは、直径が100~150 kmを超えるクレーターの存在が予測されているが、Marchiたちは、そのようなクレーターがほとんど存在しないことを明らかにし、著しく多数の大きなクレーターが地質学的な時間スケールで原形をとどめないほど破壊されてしまったと結論づけている。その原因について、Marchiたちは、ケレスの特異な組成と内部進化である可能性が非常に高く、クレーターの縁部が平滑になったのは火山過程と地形的過程によっている可能性があるという考えを提唱しており、小さなクレーターの空間密度が高いためにクレーターの縁部が不明瞭になった可能性も指摘している。

さらにMarchiたちは、ケレスの地表に直径800 kmのくぼみが1つ、もしかすると2つ存在していることを示す地形的証拠を明らかにし、このくぼみがケレスの歴史の初期に起こった大規模な衝突による衝突盆地の名残である可能性を示している。

The peculiar absence of large impact craters on dwarf planet Ceres - located in the asteroid belt between Mars and Jupiter - is linked to the planet’s internal evolution, finds a paper published in Nature Communications this week.

Craters larger than about 280 kilometers in size are known to be absent from the surface of Ceres, which is instead dominated by smaller impact craters. Collisional models of the evolution of planets from planetesimals (the building blocks of planets) predict that 10-15 craters larger than 400 kilometers should have formed on Ceres over the last 4.55 billion years. Similarly, comparison with the asteroid Vesta suggests at least six to seven craters larger than 400 kilometers should be present. Their conspicuous absence had not been explained until now.

Simone Marchi and colleagues use data from the NASA Dawn mission on Ceres to study global crater distribution and run collisional simulations of the evolution of Ceres, assuming it held its current position in the main belt over the last 4.55 billion years. Their models predict the presence of craters over 100-150 kilometers in size, but the authors find that these are mostly absent, and conclude that a significant population of large craters has been obliterated beyond recognition over geological timescales. They propose that this probably occurred as a result of Ceres’ peculiar composition and internal evolution. They propose that volcanic and topographic processes may have been responsible for the smoothening of the crater rims. In addition, rims could also be obscured by the high spatial density of smaller craters.

The authors also present topographic evidence for the presence of one - possibly two - depressions 800 kilometers in diameter that may be relict impact basins from large collisions that took place early in Ceres’ history.

doi: 10.1038/ncomms12257

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