新的研究表明,矮行星谷神星是一个复杂而活跃的世界,与太阳系的任何其他地方都不同。
Ceres-orbiting曙光号的观测表明,“冰火山”爆发的矮行星在最近的过去,谷神星的外壳是一个奇怪的遗留物,以前从未被观察到的混合物,科学家报告了在一系列的六今天在线发表的新研究(9月1日)在《科学》杂志上。
“当我们到达谷神星的时候,我们期待着惊喜,我们在很多方面都很惊讶,”曙光号的首席研究员克里斯·拉塞尔,
杏耀娱乐信誉如何 ,加州大学洛杉矶分校(UCLA)的地球物理学和空间物理学教授,告诉Space.com。
“谷神星在它的内部历史中一直很活跃;其中一篇新科学论文的第一作者、另外五篇论文的合著者罗素补充道。“它正处于较小的小行星和地球之间的过渡阶段,从物质最初聚集到一起的那几年起,它一直在变化,而且一直在变化。”
注视着小行星带的女王
“黎明号”于2007年9月发射升空,耗资4.67亿美元,研究火星和木星之间主要小行星带的两大天体——直径330英里(530公里)的原行星灶神星和直径约590英里(950公里)的谷神星。
“黎明号”从2011年7月到2012年9月围绕灶神星运行,探测器在2012年9月离开灶神星前往谷神星。探测器于2015年3月抵达这颗矮行星,成为有史以来第一个绕地月系统外两个不同天体运行的探测器。
科学家们已经对灶神星有了一些了解,这是基于对很久以前从灶神星上爆炸下来并以陨石的形式落到地球上的岩石的分析。“黎明”号的工作证实了关于灶神星基本上是“冻结在时间里”的猜测,罗素说。
他说:“它形成得早,冷却得快,一直是一个非常坚固的物体,受到了撞击。”
谷神星更神秘,因为没有陨石“家族”与这颗矮行星有关。但是曙光号发现谷神星和它的小行星带邻居是完全不同的生物,正如六篇新的科学论文所显示的那样。
一个活跃的世界
例如,谷神星的表面比灶神星的表面更加多样化和复杂,具有广泛的线性结构,由流动的物质和2.5英里高(4公里)的山(除了众多的陨石坑)形成的浅裂特征。
研究人员在一份最新研究报告中称,这片名为阿胡纳山的山丘与地球上火山活动形成的圆顶状山脉十分相似。黎明团队成员说,他们认为阿胡纳蒙斯确实是由一座火山形成的,但这座火山喷出的是冰冷的熔融冰,而不是炽热的液态岩石。
由马里兰州格林贝尔特美国宇航局戈达德太空飞行中心的奥塔维亚诺·鲁什领导的研究人员说,他们不确定谷神星的“cryomagma”到底是由什么构成的,但他们认为它可能是氯盐和水冰的混合物。
此外,研究人员说,阿胡纳蒙斯看起来很年轻。研究小组成员说,对陨石坑数量的分析表明,这座山是在过去2亿年左右形成的。
在另一项新研究中,由马里兰州劳瑞尔的约翰霍普金斯大学应用物理实验室的Debra Buczkowski领导的团队发现了其他圆顶状的特征,这些特征似乎也是冰火山作用的产物(尽管不是所有的冰火山作用都是最近发生在阿胡纳山的活动中)。布茨科夫斯基和她的同事还得出结论,谷神星的一些线性特征可能代表了地下断层。
谷神星不经历潮汐加热;谷神星的内部永远不会被另一个物体强大的引力搅动和加热,因为谷神星永远不会足够接近一颗巨大的行星。因此,驱动地质活动的能量,如低温火山活动,一定来自于这颗矮行星的内部热量,拉塞尔说——主要是来自于这颗行星很久以前形成时所遗留下来的热量,还有一些来自于放射性衰变过程。
“谷神星正在冷却,但它还没有冷却下来,”他说。
谷神星在这方面可能与冥王星相似,冥王星是另一颗直到最近地质活动仍然活跃的矮行星。(另一方面,从土星的卫星恩克拉多斯(Enceladus)的南极地区喷发出来的强大的冰间歇泉,是由潮汐加热驱动的。)
天文学家根据谷神星的测量密度知道,这颗矮行星上有大量的水。多年来,一直有人推测谷神星上可能存在像土卫二那样的地下海洋。
拉塞尔说,如果谷神星曾经有过这样的海洋,现在它可能已经消失了。但据我们所知,这颗矮行星可能仍然能够维持生命,他补充道。
“我们现在知道有水,而且内部有足够的热量,水可以以液体的形式存在,”罗素说。“肯定有水,或者盐水,可以流经这个系统并到达地表。”(视频中可以看到谷神星有趣的新细节)
CERES的奇怪的地壳
在黎明到达谷神星之前,大多数天文学家认为这颗矮行星的外壳主要由水冰组成。但另一项基于对谷神星众多陨石坑的详细分析的新科学研究表明,情况并非如此。
水冰相当柔软,至少与岩石相比是这样。因此,如果谷神星有一个主要的冰壳,这颗矮行星的陨石坑就会在相对较短的时间尺度内“放松”或变平:大约1000万到1亿年,研究人员说。但研究负责人、德国明斯特大学(University of Munster)的哈拉尔德·海辛格(Harald Hiesinger)和他的同事没有发现预期的放松。
相反,谷神星的陨石坑形态表明,这颗矮行星的外壳是一种奇怪的混合物,可能由60%的岩石和40%的冰组成,拉塞尔说。
“这是我们以前从未见过的,”他说。
“对我们来说,这是一种新材料——如果你用力撞击它,它就会融化并流动,但你不需要把它加热到熔岩的温度,”拉塞尔补充说。“我们有很多很多不同的区域,这些物质在被陨石或类似的东西撞击后流过表面。”
一层薄薄的大气?
另一项由罗素领导的新研究表明谷神星可能拥有稀薄的大气层;研究人员写道,这样的“外大气层”可以解释黎明号观测到的太阳风与这颗矮行星的相互作用。
《科学》杂志的另一篇文章报道说,杏耀流水在一个名为“奥克索”(Oxo)的陨石坑底部,可能发现了水冰,很可能是由撞击或滑坡造成的。另一篇论文的结论是,谷神星的表面很可能在过去的某一时刻被水大幅改变,这是基于粘土矿物的广泛分布(只在水中形成)。
这两项研究分别由华盛顿温斯洛普熊战研究所的让-菲利普·科姆和加州大学洛杉矶分校的埃莉诺诺拉·阿曼尼托领导。
更多的发现
曙光号将帮助天文学家在未来进一步完善他们对谷神星的理解;美国国家航空航天局最近将宇宙飞船的任务延长了两年。
在过去八个月左右的时间里,“黎明”号一直在海拔仅240英里(385公里)的地方对谷神星进行研究。但在周五(9月2日),探测器将开始螺旋上升至一个更高的轨道,位于这颗矮行星表面上方910英里(1460公里)处。
NASA官员说,这一举动将使曙光号节省燃料。此外,黎明号应该能够在更远的轨道上进行更好的目标观测,罗素告诉Space.com。
在这次任务的剩余时间里,黎明号团队将努力寻找谷神星表面随时间的变化,以便更好地掌握这颗矮行星的地质活动和过程,拉塞尔说。
他补充说,研究小组特别感兴趣的是更好地了解物质从谷神星的地下到地表的频率。
“我们知道谷神星内部有液体,”拉塞尔说。“它是定期出来的呢,还是仅仅以蒸汽的形式泄漏出来?”还是有什么有趣的活动?”
几年前谷神星上可能发生过一次气体逸出事件:2014年1月,研究人员报告称,欧洲的赫歇尔太空天文台(Herschel Space Observatory)在这颗矮行星周围发现了一团短暂的水蒸气云。“黎明”号没有直接探测水汽的设备,但探测器可能可以通过间接的方式探测到羽流,罗素说。
他说,赫歇尔的探测“表明,杏耀游戏有时大气比其他时候要多”。“我们希望能够检验这一点。”