美國宇航局的“黎明號”探測器解開了矮行星穀神星的多重謎題

黎明號成為揭示穀神星迷霧的明燈

圖解：這張全地圖顯示出穀神星表面較明顯的的光澤，其中包含了超出人類視覺範圍的紅外波長。圖源：NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

就在幾年前

，哈勃太空望遠鏡從數百萬英里外拍攝到的穀神星地圖是有史以來分辨率最高的，但僅僅只能看到大約20英里(32公里)大小的特徵。

而在今天

，美國國家航空航天局的黎明號航天器剛剛公佈了它在離地表僅240英里(385公里)的軌道上拍攝的圖像，由此我們現在可以分辨出穀神星上小到115英尺(35米)寬的特徵。我們過去所發現的這個領域，不僅有點類似於我們的月球，佈滿中小型隕石坑，更多的是有大量的未解之謎，包括缺乏大型隕石坑，並且有奇怪的白色亮斑沿着表面分佈在不同的地點，其地殼的化學組成更是五花八門。

但

最新公佈的數據

解開了許多謎團，而且結果相當驚人。除了攝影機，黎明號探測器上還有許多精密的儀器，它們對顏色差異、分子的存在或缺少、伽馬射線的發射等等都很敏感。以下是我們剛剛發現的三個重點，每一個都説明了科學是一個循序漸進的過程，總會有新的知識來回答新的問題。

圖解：這張由美國國家航空航天局黎明號探測器拍攝的圖片顯示了明暗對比點。這樣的視角可以突出穀神星表面細微的顏色差異。在這張圖片中，奧卡託隕石坑的亮點以增強的顏色呈現。圖源:NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/PSI/LPI

奧卡託隕石坑內部的超亮斑

早在

去年12月

，我們就知道穀神星奧卡託環形山中的白色亮斑的主要成分是鹽，但為什麼這些點如此明亮和獨立仍是一個謎。這些鹽灘比穀神星表面的其他地方都要亮，甚至比其他的白點都要亮，它們反射的陽光比其他任何地方都要大得多，且只存在於這個隕石坑的底部。

這組新的數據給出了一個奇妙的解釋：我們所看到的明亮的鹽灘，它們位於一個穹頂狀區域的最頂部，海拔比迄今為止該領域所探測的任何其他地方都要低。奧卡託隕石坑深4公里(2.5英里)，這些鹽起源於中心頂部就是一個極具啓發性的特點，它們只出現在少數幾個獨立的沉積地點。

一個撞擊器——就是造成隕石坑的那個——激發了地表以下的揮發物和水。礦物質溶解在水中，當水蒸發/昇華時，鹽就留下來了。

造成隕石坑的撞擊現象在隕石坑的底部留下了可乘之機，而一種地質特徵，某種未知類型的噴發，則利用這個機會沉積鹽類。

又或者，岩溶裂隙、穹頂裂縫和坑壁條紋都指向發生的地質活動，可能是地下的冰/水上浮並留下了鹽沉積的痕跡。

針對這個隕石坑的地質年代測定法需要更好的測繪，和改進對坑壁、地面和穹頂的幾何分析，這將有助於我們確定哪種解釋是最合理的。

圖解：這張彩色的穀神星全球地圖是由馬賽克成像的。圖源：NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

穀神星可能存在地下冰，但只在兩極

黎明號上有一個儀器——伽馬射線和中子探測器(GRaND)——它從12月開始從穀神星獲取數據。伽馬射線和中子是從宇宙射線與穀神星上的礦物相互作用之處放射出來的。在穀神星的大部分表面，它證實了有碳基和硅基礦物的存在，且中子的數量大致相同，這就是證據。但是極地地區(包括北極和南極)的中子比其他所有地方都要少，這表明在這些高緯度地區有更多的氫。

     圖解：這張圖顯示了穀神星北半球的一部分，以及NASA黎明號探測器上的伽瑪射線和中子探測器(GRaND)獲得的中子計數數據。圖源:NASA/JPL-Caltech/UCLA/ASI/INAF

當然，氫是組成水的關鍵成分。但是在兩極的任何地方都看不見水，這表明它可能是以地表水的形式存在，很可能就在穀神星表層物質的頂部一米(3英尺)內。隨着未來繼續會有來自GRaND的數據，我們應該能夠確定這些地點水的存在形式和豐度。“我們的分析將驗證一個長期以來的預測，即水冰可以在穀神星寒冷、高緯度的地表下存在數十億年。”GRaND儀器的負責人湯姆·佩特曼(Tom Pettyman)如是説。

圖解：圖片拍攝於Oxo隕石坑。圖源:NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

穀神星上第二亮的隕石坑Oxo是唯一有地表水的地方

這個9公里(6英里)寬的小隕石坑很可能非常年輕，因為水冰在陽光下應該只能昇華幾百萬年，顯然比這個世界的壽命短得多。幾乎所有隕石坑的地表水都枯竭了，所以該隕石坑要麼是才形成的的隕石坑，要麼是山體滑坡導致這些水暴露出來。未來的分析應該能夠揭示表面上是否還有其他水冰存在（密度低於現已發現的水冰密度），以及測定這是否是純水冰,還是與礦物質結合的結晶水，這會使他們比起原有結構更加穩定來抵抗昇華的進行。

圖解：奧卡託隕石坑直徑57英里(92公里)，深2.5英里(4公里)，是穀神星上最明亮的區域。圖源:NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/PSI

穀神星是小行星帶中最大的天體，正如黎明號所展示給我們的，它與我們測繪的另一顆小行星——灶神星有很大的不同。正如黎明號的代表人卡羅爾·雷蒙德所説:“我們很高興能公佈這些美麗的新圖像，尤其是奧卡託隕石坑，它説明了穀神星表面過程形成的複雜性。現在我們可以在高分辨率下看到穀神星神秘的亮斑、表面礦物和形態，我們正忙着找出是什麼樣的經歷形成了這顆獨特的矮行星。通過比較穀神星和灶神星，我們將獲得關於早期太陽系的新見解。”也許還有更大的謎團有待這次任務來解開。

作者: Ethan Siegel Senior Contributor

FY:

諾諾

如有相關內容侵權，請於三十日以內聯繫作者刪除

轉載還請取得授權，並注意保持完整性和註明出處