Цере́ра (1 Ceres по каталогу ЦМП; символ: ) — ближайшая к Солнцу и наименьшая среди известных карликовых планет Солнечной системы. Расположена в поясе астероидов. Церера была открыта в 1801 году итальянским астрономом Джузеппе Пьяцци в Палермской астрономической обсерватории. Названа в честь древнеримской богини плодородия Цереры. Некоторое время Церера рассматривалась как полноценная планета Солнечной системы; в 1802 году она была классифицирована как астероид, но продолжала считаться планетой ещё несколько десятилетий, а по результатам уточнения понятия «планета» Международным астрономическим союзом 24 августа 2006 года на XXVI Генеральной Ассамблее МАС была отнесена к карликовым планетам.
При диаметре около 950 км Церера является крупнейшим и наиболее массивным телом в поясе астероидов, по размерам превосходит многие крупные спутники планет-гигантов и содержит почти треть (32 %) общей массы поясаPitjeva, E. V.; Precise determination of the motion of planets and some astronomical constants from modern observations, in Kurtz, D. W. (Ed.), Proceedings of IAU Colloquium No. 196: Transits of Venus: New Views of the Solar System and Galaxy, 2004. Она имеет сферическую форму, в отличие от большинства малых тел, форма которых из-за слабой гравитации неправильна. Судя по плотности Цереры, на 20—30 % она состоит из водяного льда. Вероятно, её недра дифференцированы на каменное ядро и ледяную мантию. Лёд обнаружен и на поверхности Цереры; кроме того, в состав поверхности, вероятно, входят различные гидратированные вещества, а также карбонаты (доломит, сидерит), также на поверхности Цереры был обнаружен гидрокарбонат натрия и богатые железом глинистые минералы (). В 2014 году телескоп «Гершель» обнаружил вокруг карликовой планеты водяной пар.
С Земли видимый блеск Цереры колеблется от 6,7 до 9,3 звёздной величины. Этого мало для того, чтобы можно было различить её невооружённым глазом. 27 сентября 2007 года НАСА запустило зонд Dawn для изучения Весты (2011—2012) и Цереры. На орбиту последней он вышел 6 марта 2015 года.
Открытие Гипотеза, что между орбитами Марса и Юпитера может существовать неоткрытая планета, впервые была выдвинута Иоганном Элертом Боде в 1772 году. Его соображения основывались на правиле Тициуса — Боде, впервые предложенном в 1766 году немецким астрономом и математиком Иоганном Тициусом, который заявил, что выявил простую закономерность в величинах радиусов орбит известных к тому времени планет. После открытия в 1781 году Уильямом Гершелем Урана, которое подтверждало данное правило, начались поиски планеты на удалении 2,8 а. е. от Солнца (расстояние между орбитами Марса и Юпитера), приведшие к созданию в 1800 году группы из 24 астрономов, носящей название «Небесная стража». Эта группа, возглавляемая фон Цахом, вела ежедневные круглосуточные наблюдения в несколько самых мощных телескопов того времени. Они не обнаружили Цереру, но открыли несколько других крупных астероидов.
Церера была открыта вечером 1 января 1801 года в Палермской астрономической обсерватории итальянским астрономом Джузеппе Пьяцци, который также был приглашён в группу «Небесная стража», но сделал своё открытие до приглашения. Он искал «87-ю звезду Каталога Зодиакальных звёзд г-на ла Кайля», но нашёл, что «ей предшествовала другая». Таким образом, рядом с искомой звездой он обнаружил другой космический объект, который сначала посчитал кометой. Пьяцци наблюдал Цереру в общей сложности 24 раза (последние наблюдения были 11 февраля 1801 года), пока болезнь не прервала его наблюдения. 24 января 1801 года он объявил о своём открытии в письмах двум своим коллегам: своему соотечественнику Барнабе Ориани (Barnaba Oriani) из Милана и Иоганну Боде из Берлина. В этих письмах он описал этот объект как комету, но тут же пояснил: «так как её движение является медленным и довольно однородным, мне несколько раз пришло в голову, что это могло бы быть что-то лучше, чем комета». В апреле того же года Пьяцци послал наиболее полные свои наблюдения перечисленным выше коллегам и Жерому Лаланду в Париж. Наблюдения были изданы в сентябрьском выпуске журнала «Monatliche Correspondenz» за 1801 год.
К моменту выпуска журнала видимое положение Цереры изменилось (в основном, из-за орбитального движения Земли), и из-за солнечных бликов другие астрономы не смогли подтвердить наблюдения Пьяцци. К концу года Цереру вновь можно было наблюдать, но после такого долгого времени было трудно установить её точное положение. Специально для определения орбиты Цереры Карл Фридрих Гаусс в 24 года разработал эффективный метод. Он поставил перед собой задачу найти способ определения элементов орбиты по трём полным наблюдениям (если на три момента времени известны время, прямое восхождение и склонение). Всего за несколько недель он рассчитал путь Цереры и отправил свои результаты фон Цаху. 31 декабря 1801 года Франц Ксавер фон Цах совместно с Генрихом Ольберсом однозначно подтвердили обнаружение Цереры.
Первые наблюдатели Цереры смогли вычислить её размер довольно приблизительно: от 260 км (по расчётам Гершеля в 1802 году) до 2613 км (расчёты Иоганна Шрётера, сделанные в 1811 году)(Page 335) .
Наименование Первоначальное название, которое Пьяцци предложил открытому им объекту, — Церера Фердинанда (Ceres Ferdinandea), в честь римской богини земледелия Цереры и короля Сицилии Фердинанда III. Название «Ferdinandea» было неприемлемо для других стран мира, и поэтому впоследствии было убрано. В течение короткого времени в Германии Цереру называли Герой, в Греции же планету называют Деметрой (), которая является греческим эквивалентом римской богини ЦерерыВ большинстве языков используются адаптации латинского слова Ceres: русское «Церера», персидское Seres, японское Keresu. Исключение — китайский: «Звезда божества зерна» (穀神星 gǔshénxīng). Однако богиня Церера в китайском называется своим оригинальным именем в форме 刻瑞斯 (kèruìsī).. Старым астрономическим символом Цереры является серп ⚳ ()В Юникоде — U+26B3, похожий на символ Венеры ♀, но с разрывом в окружности; позже символ был заменён нумерацией диска ①. Адъективной формой Цереры будет Церерианский. В честь Цереры был назван химический элемент церий, обнаруженный в 1803 году. В том же году ещё один химический элемент был также первоначально назван в честь Цереры, но его первооткрыватель изменил своё название на палладий (в честь открытия второго крупного астероида Паллада), когда наименование получил церий.
В честь карликовой планеты Церера названа горная вершина Сересфьеллет (норв. Ceresfjellet) на острове Западный Шпицберген, третья по высоте (1675 м) точка архипелага Шпицберген.
Статус
Статус Цереры не раз менялся и был предметом некоторого разногласия. Иоганн Элерт Боде считал Цереру «недостающей планетой», которая должна была существовать в промежутке между Марсом и Юпитером, на расстоянии 419 млн км (2,8 а. е.) от Солнца. Церере был назначен планетарный символ и в течение полувека она считалась планетой (наряду с Палладой, Юноной и Вестой), что было запечатлено в астрономических таблицах и книгах.
Через некоторое время в области между Марсом и Юпитером были обнаружены другие объекты, и стало ясно, что Церера — один из таких объектов. Уже в 1802 году Уильям Гершель ввёл для таких тел термин «астероид» (подобный звезде), написав: Они напоминают маленькие звёзды, так как едва отличаются от них, даже если смотреть в очень хорошие телескопы.
Таким образом, Церера стала первым открытым астероидом.
Дискуссии о Плутоне и о том, что представляют собой планеты, привели к рассмотрению вопроса о возвращении Церере статуса планеты. Международный астрономический союз предложил определение, что планета — это небесное тело, которое:
а) имеет достаточную массу для того, чтобы под действием сил гравитации поддерживать гидростатическое равновесие и иметь близкую к округлой форму.
б) обращается по орбите вокруг звезды и не является ни звездой, ни спутником планеты.
Данная резолюция сделала бы Цереру пятой планетой по удалённости от Солнца, но не была принята в том виде, и с 24 августа 2006 года вступило в силу альтернативное определение, в котором вводилось дополнительное требование, что термин «планета» означает, что космическое тело, помимо вышеперечисленных характеристик, под воздействием собственной гравитации должно иметь вблизи своей орбиты «пространство, свободное от других тел». По данному определению Церера не попадает под термин «планеты», поскольку она не доминирует на своей орбите, а разделяет её с тысячами других астероидов в поясе астероидов, и составляет лишь около трети от общей массы. Поэтому она теперь классифицируется как карликовая планета.
11 июня 2008 года МАС ввёл определение для особой категории карликовых планет — «плутоиды». К этой категории относятся те карликовые планеты, радиус орбиты которых больше радиуса орбиты Нептуна. Поскольку определить форму и отношение к классу карликовых планет на таком расстоянии довольно трудно, то решили временно относить к ним все объекты, абсолютная звёздная величина которых (блеск при расстоянии 1 а. е. от Солнца и наблюдателя) ярче +1. Из ныне известных карликовых планет лишь Церера не попадает в категорию плутоидов.
В некоторых источниках предполагается, что раз Церере присвоена категория карликовой планеты, то она больше не является астероидом. Например, в новостях на Space.com говорится, что «Паллада, крупнейший астероид, и Церера, карликовая планета, ранее классифицированная как астероид», а Международный астрономический союз на своей странице вопросов и ответов заявляет, что «Церера является (или теперь мы можем сказать „являлась“) самым большим астероидом», хотя, когда речь заходит о «других астероидах», пересекающих путь Цереры, то подразумевают, что Церера по-прежнему один из астероидов. Центр малых планет отмечает, что у таких космических объектов может быть двойное обозначение. В действительности, решением МАС 2006 года, которое классифицировало Цереру как карликовую планету, не было уточнено, является или не является она теперь астероидом, поскольку МАС никогда не давал определения слову «астероид», предпочитая до 2006 года использовать термин «малая планета», а после 2006 года — термины «малое тело Солнечной системы» и «карликовая планета». Кеннет Лэнг (2011) прокомментировал, что «МАС дал новое обозначение Церере, классифицируя её как карликовую планету. […] По [его] определению, Эрида, Хаумеа, Макемаке и Плутон, также, как и самый большой астероид, 1 Церера, являются карликовыми планетами», а в другом месте описывает Цереру, как «карликовая планета-астероид 1 Церера». НАСА, как и большинство различных академических учебниковde Pater & Lissauer, 2010. Planetary Sciences, 2nd ed. Cambridge University PressMann, Nakamura, & Mukai, 2009. Small bodies in planetary systems. Lecture Notes in Physics 758. Springer-Verlag., говоря о Церере, также продолжает называть её астероидом, заявляя, например, что «Dawn выйдет на орбиту двух крупнейших астероидов в главном поясе».
Орбита
Орбита Цереры лежит между орбитами Марса и Юпитера в поясе астероидов и весьма «планетообразна»: слабоэллиптична (эксцентриситет 0,08) и имеет умеренный (10,6°) по сравнению с Плутоном (17°) и Меркурием (7°) наклон к плоскости эклиптики. Большая полуось орбиты составляет 2,76 а. е., расстояния в перигелии и афелии — 2,54, 2,98 а. е. соответственно. Период обращения вокруг Солнца — 4,6 года. Среднее расстояние до Солнца 2,77 а. е. (413,9 млн км). Среднее расстояние между Церерой и Землёй ~ 263,8 млн км[archive.today/20161215002050/dic.academic.ru/dic.nsf/es/92436 ЦЕРЕРА (планета)], Энциклопедический словарь. Церерианские сутки длятся приблизительно 9 часов и 4 минуты.