Cerere (dal latino Cerēs, Cerere, in origine chiamato Cerere Ferdinandea, catalogato come 1 Ceres secondo la designazione asteroidale) è un pianeta nano situato nella fascia principale del sistema solare. È l'unico pianeta nano del sistema solare interno, alla stregua di Plutone, Makemake, Haumea, ed Eris, che però appartengono tutti al sistema solare esterno. Cerere inoltre è l'unico pianeta nano che non appartiene alla categoria dei plutoidi, ed il primo ad essere stato visitato da una sonda spaziale. Prima del 2006, con l'introduzione del nuovo sistema di classificazione e della categoria dei pianeti nani, Cerere era considerato l'asteroide con la massa più elevata della fascia principale.
La sua scoperta, avvenuta il 1º gennaio 1801 da parte di Giuseppe Piazzi dall'osservatorio astronomico di Palermo, è stata la prima per un asteroide e per mezzo secolo Cerere è stato considerato l'ottavo pianetaUrano era stato scoperto 20 anni prima e Nettuno non era ancora conosciuto.. Il suo diametro varia dai 900 ai e la sua massa è pari al 32% di quella dell'intera fascia principale. La fascia di Edgeworth-Kuiper contiene oggetti molto più grandi di Cerere; oltre ai pianeti nani già citati, si ricordano Quaoar, Orco e Sedna. Le osservazioni astronomiche hanno rivelato che ha forma sferica. La sua superficie è probabilmente composta da un miscuglio di ghiaccio d'acqua e vari minerali, come carbonati e argille idrate. Cerere ha subito un processo di differenziazione, che ha condotto alla formazione di un nucleo roccioso e di un mantello di materiali ghiacciati, e potrebbe ospitare un oceano di acqua liquida sotto la superficie. Dalla Terra appare come un oggetto stellare la cui magnitudine varia tra 6,7 e 9,3. La sua luminosità è troppo debole perché possa essere visto a occhio nudo. Il 27 settembre 2007 la NASA ha lanciato la missione Dawn che ha visitato Vesta nel biennio 2011–2012; la sonda Dawn è entrata in orbita attorno a Cerere il 6 marzo 2015.
Osservazione Quando Cerere è all'opposizione in prossimità del proprio perielio, può raggiungere una magnitudine apparente pari a +6,7. Un corpo celeste con una tale luminosità apparente è troppo debole per essere visto a occhio nudo, ma in condizioni di visibilità particolari lo si può individuare senza ricorrere a binocoli o telescopi. Cerere ha raggiunto la sua massima luminosità (pari a 6,73) il 18 dicembre 2012.APmag e AngSize generati con Horizons (Ephemeris: Observer Table: Quantities = 9,13,20,29) Gli unici altri asteroidi della fascia principale che raggiungono una tale magnitudine sono Vesta e, durante rare opposizioni in prossimità del perielio, Pallade e Iris.Altri asteroidi possono essere visti ad occhio nudo solo in occasione di passaggi particolarmente ravvicinati alla Terra; è il caso, ad esempio, di Apofi, il cui massimo avvicinamento è previsto per il 13 aprile 2029.
Durante una congiunzione, Cerere raggiunge una magnitudine pari a +9,3, prossima al limite di visibilità di un binocolo 10×50. Può quindi essere individuata con un binocolo ogni volta che sia sopra l'orizzonte e durante una notte buia.
Storia delle osservazioni Scoperta Cerere fu individuato il 1º gennaio 1801 dall'astronomo italiano Giuseppe Piazzi., 2002. Piazzi lo battezzò Ceres Ferdinandea in onore della dea romana Cerere (protettrice del grano e della Sicilia) e di Ferdinando III di Sicilia. L'aggettivazione Ferdinandea è poi caduta in disuso, presso la comunità internazionale.
Per qualche tempo Cerere fu anche chiamato Hera, in Germania.
Il corpo celeste fu scoperto quando, dall'Osservatorio Reale di Palermo, Piazzi stava cercando la stella catalogata da Nicolas-Louis de Lacaille come Lacaille 87, poiché la sua posizione non corrispondeva a quella riportata nel catalogo zodiacale di Johann Tobias Mayer (alla fine si scoprì che Francis Wollaston, nella riedizione del catalogo Mayer, aveva commesso un errore).
Sicché, il 1º gennaio 1801 Piazzi scoprì un oggetto brillante nella costellazione del Toro. La prima osservazione lo portò a ipotizzare che si trattasse di una stella fissa, non riportata dal catalogo. Nei giorni seguenti, tuttavia, notò che non si trovava più nella posizione iniziale, e sospettò che si trattasse di una stella diversa, ma le successive osservazioni lo convinsero che l'astro era dotato di moto proprio: si era mosso prima verso l'Ariete e successivamente aveva percorso un tratto in moto retrogrado, che lo aveva condotto in prossimità delle stelle 13 e 14 Tauri.
Piazzi non poté seguire il moto di Cerere abbastanza a lungo, compì solo ventiquattro osservazioni, l'ultima dell'11 febbraio dopodiché si ammalò e dovette interrompere le osservazioni.
Nonostante i buoni presupposti per la scoperta di un nuovo pianeta, Piazzi decise di essere prudente e in alcune lettere ad altri astronomi annunciò semplicemente di aver individuato una cometa. In una lettera all'astronomo Barnaba Oriani di Milano, amico e conterraneo, Piazzi rivelò i suoi sospetti:
In aprile, Piazzi inviò le sue osservazioni complete a Oriani, Johann Elert Bode e Jérôme Lalande a Parigi. Successivamente le informazioni furono riassunte nell'edizione del settembre 1801 del Monatliche Correspondenz.
A questo punto, la posizione apparente di Cerere era cambiata (principalmente a causa del moto della Terra attorno al Sole) ed era troppo vicina al bagliore del Sole perché altri astronomi potessero confermare le osservazioni di Piazzi. Verso la fine dell'anno, Cerere avrebbe dovuto essere di nuovo visibile, ma dopo così tanto tempo, era difficile prevederne la posizione. Carl Friedrich Gauss, a ventiquattro anni, riuscì a fornire agli astronomi i mezzi per recuperare l'asteroide, sviluppando un nuovo metodo di determinazione dell'orbita di un corpo celeste con tre sole osservazioni. Il metodo era basato sull'utilizzo dei minimi quadrati, una metodologia che Gauss sviluppò appositamente per l'astronomia, ma che per la sua efficacia si diffuse in molti altri ambiti. In poche settimane Gauss predisse la traiettoria di Cerere in base ai dati raccolti da Piazzi e comunicò i suoi risultati a Franz Xaver von Zach, editore del Monatliche Correspondenz. Il 31 dicembre 1801, Franz Xaver von Zach e Heinrich Wilhelm Olbers confermarono con certezza la riscoperta di Cerere.
Johann Elert Bode pensò che Cerere fosse il "pianeta mancante" previsto da Johann Daniel Titius, Disponibile online presso www.atlascoelestis.com URL consultato il 9 settembre 2011. orbitante fra Marte e Giove a una distanza, secondo la legge di Titius-Bode, di 419 milioni di chilometri (2,8 AU) dal Sole. A Cerere fu assegnato un simbolo astronomico (una falce di cui esistono diverse varianti - , , , ora ), e rimase elencato come pianeta in tavole e libri astronomici per circa mezzo secolo, finché non furono scoperti ulteriori pianetini. Cerere risultò essere deludentemente piccolo: il suo disco non era distinguibile con gli strumenti dell'epoca, così William Herschel per descriverlo nel 1802 coniò il termine "asteroide" ("simile a stella").
Osservazioni successive
Stabilire le dimensioni di Cerere non fu semplice; William Herschel (1802) stimò un diametro di 259 km, Schröter (1811) dieci volte tanto, 2.613 km. Le limitate capacità dei telescopi della prima metà dell'Ottocento, inoltre, generavano aloni attorno a Cerere interpretati come una chioma da Herschel - sebbene diversa da quella cometaria - o come un'atmosfera da Schröter. Alcuni miglioramenti si ebbero nella seconda metà del secolo con la diffusione del catalogo stellare Bonner Durchmusterung nel 1852 e l'introduzione sia della scala logaritmica della magnitudine, sviluppata da Norman Pogson nel 1854, sia della fotometria nel 1861. Tuttavia, mancando un valore condiviso per l'albedo di Cerere, le stime proposte per il suo diametro continuarono a presentare una notevole variabilità.
Nel 1895 Edward Emerson Barnard stimò il diametro di Cerere in 781 ± 87 km, valore rivisto nel 1901 in 706 ± 86 km, entrambi ottenuti utilizzando un micrometro filare. Questi valori furono assunti come corretti nei cinquant'anni seguenti. Nei nuovi lavori pubblicati negli anni sessanta e settanta, furono proposte nuove stime basate prevalentemente su misure fotometriche, comprese tra i 1020 e i 1220 km, con un'incertezza di circa 100 km. Furono inoltre proposte le prime misure della massa di Cerere, che tuttavia sovrastimavano il valore oggi accettato.
Era però necessaria un'occultazione stellare per poter ottenere una misura diretta del diametro e l'occasione si presentò il 13 novembre 1984, quando Cerere occultò la stella BD +8°471. L'evento, osservato in Messico, Florida e nei Caraibi, permise di stimarne i raggi equatoriale e polare, la densità media, l'albedo e suggerì che Cerere fosse uno sferoide oblato, in equilibrio idrostatico.
Mentre si è rafforzata l'ipotesi che Cerere fosse un planetoide sopravvissuto al processo di formazione dei pianeti terrestri nel sistema solare interno, si sono effettuate osservazioni senza precedenti coi telescopi medi e grandi costruiti negli anni novanta e duemila. La scelta della NASA di inviarvi una missione esplorativa ha poi contribuito a rafforzare l'interesse., 2008. Cerere è stato fotografato attraverso il Telescopio spaziale Hubble una prima volta il 25 giugno 1995, nell'ultravioletto con una risoluzione di 50 km; e successivamente nelle lunghezze d'onda del visibile nel 2003 e nel 2004, con una risoluzione di 30 km (la migliore al settembre del 2011).
Nel 2002 sono state riprese attraverso il telescopio Keck, che montava ottiche adattive, immagini nell'infrarosso con una risoluzione di 30 km. Nel 2011 le osservazioni sono state ripetute con il Very Large Telescope, con una risoluzione di 75 km. Anche l'Herschel Space Observatory dell'ESA è stato utilizzato tra il 2011 e il 2013 per osservare Cerere nel lontano infrarosso, con la rilevazione di vapore acqueo e la localizzazione delle due zone di superficie in cui sarebbe prodotto., 2014.
L'insieme dei dati raccolti ha portato l'Unione Astronomica Internazionale (UAI) nel 2006 a includere Cerere, unico fra gli asteroidi della fascia principale, nella classe dei pianeti nani.Si veda anche Definizione di pianeta.
Missioni spaziali
I segnali radio provenienti da sonde in orbita attorno a Marte e sulla sua superficie tra il 1961 e il 2003 sono stati usati per determinare le variazioni indotte nell'orbita del pianeta dall'attrazione gravitazionale degli asteroidi maggiori; ciò ha permesso di calcolare anche la massa di Cerere.
Nel 1979 fu sottoposta dall'Agenzia Spaziale Europea (ESA) una missione, indicata come Asterex, che avrebbe dovuto esser lanciata nel 1987 e avrebbe compiuto cinque sorvoli ravvicinati di asteroidi di grandi dimensioni, tra cui Cerere. La sonda sarebbe stata propulsa da un motore a razzo bipropellente e dotata di pannelli fotovoltaici per la generazione di energia elettrica; stabilizzata a tre assi, sarebbe stata dotata di una fotocamera, uno spettrometro infrarosso e un altimetro radar. Asterex fu però respinta, soprattutto perché non avrebbe permesso una semplice ripartizione dei costi tra l'agenzia europea e la NASA. Rielaborata in una nuova proposta, Asteroidal Gravity Optical and Radar Analysis (AGORA), fu nuovamente sottoposta all'ESA, ma ancora respinta. Dall'esperienza accumulata nacque infine una terza proposta che avrebbe finalmente coinvolto entrambe le agenzie: la Multiple Asteroid Orbiter with Solar Electric Propulsion (MAOSEP), dotata di un propulsore elettrico e il cui piano di volo prevedeva anche che la sonda entrasse in orbita attorno a Vesta. La NASA tuttavia nel 1985 affermò di non avere interesse in una missione di esplorazione degli asteroidi e la proposta fu nuovamente respinta.
Negli anni ottanta Francia, Germania, Italia, Russia e Stati Uniti avanzarono proposte di missioni anche nella fascia degli asteroidi, ma nessuna di esse fu approvata dagli organi preposti alla selezione.