谷神星上的冰在哪儿?

时间:2016-12-20 20:45:53
频道:天文考古
来源:腾讯太空
作者:悠悠/编译

谷神星上的冰在哪儿?,科学家最新发布的研究表明,在这颗矮行星上或附近有两个明显的存在冰的证据。黎明号任务调查员Carol Raymond表示,这些研究表明,在谷神星形成初期,冰就与岩石分开了,形成了富含并的地壳层,长久以来,这些冰一直存在在地表附近。

 从NASA黎明号探测器传回的图像看,这是一颗阴暗且表面崎岖的星球,最亮的区域充满高反射度的盐分,而不是冰。  

谷神星上的冰在哪儿?
谷神星上的冰在哪儿?
最新研究表明,谷神星的最表层充满氢元素,集中在中纬度至高纬度地区,与冰的广泛分布情况一致。
腾讯太空讯 据国外媒体报道,主小行星带最大的天体——谷神星,乍一看不像是冰态星球。从NASA黎明号探测器传回的图像看,这是一颗阴暗且表面崎岖的星球,最亮的区域充满高反射度的盐分,而不是冰。但黎明号任务的科学家最新发布的研究表明,在这颗矮行星上或附近有两个明显的存在冰的证据。黎明号任务调查员Carol Raymond表示,这些研究表明,在谷神星形成初期,冰就与岩石分开了,形成了富含并的地壳层,长久以来,这些冰一直存在在地表附近。
行星上是否存在冰至关重要,因为水是诞生生命的必要条件。Raymond表示,通过这些富含水分的遥远星球上,我们可以找出在太阳系形成初期生命存在于何处的线索。最新研究表明,谷神星的最表层充满氢元素,集中在中纬度至高纬度地区,与冰的广泛分布情况一致。黎明号科学家Thomas Prettyman表示,在谷神星上,冰不只存在于某些陨石坑中,而是无处不在,并且集中在高纬度地区接近地表层的区域。
研究者利用黎明号上的伽玛射线与中子探测器(GRaND)来判定氢元素、铁元素及钾元素的集中分布区域。GRaND会测量谷神星发射的伽玛射线与中子的数量与能量。当宇宙射线遇到谷神星表面时,就会产生中子。一些中子会被地表吸收,另一些则会逃逸。由于氢元素会使中子减速,造成逃逸的中子大大减少。在谷神星上,氢元素很可能存在于冰冻水中。铁元素、氢元素、钾元素及碳元素的集中分布进一步表明覆盖着谷神星表明的物质被谷神星内部的液态水改变了。科学家们认为,谷神星内部放射性元素的衰退会产生大量热量,驱动这些改变的过程,使谷神星内部岩石与表层冰分开。冰与岩石的分离会造成谷神星地表与内部化学成分的不同。
由于碳质球粒陨石也会受到水的影响而改变,科学家们喜欢将它们与谷神星做比较。这些陨石很可能来自比谷神星更小的天体,但存在有限的流体流动现象,可以提供一些关于谷神星内部历史的线索。研究表明,相比于这些陨石,谷神星具有更多的氢元素,但铁元素更少,这或许是因为富含盐分的物质上升至地表时,密度更大的颗粒随之沉淀。要么就是,谷神星或其成分与这些陨石是在太阳系的不同区域形成的。
谷神星最明亮的区域,也就是位于北半球的陨石坑Occator,并不是因为存在冰而发光,而是那里充满高反射度的盐分。由德国宇航中心制作的一份新视频模拟了飞越该陨石坑的过程,并探索其地势。Occator中心明亮的区域最近被命名为Cerealia Facula,陨石坑东部更暗一些的地方被称为Vinalia Faculae。黎明号任务科学家Ralf Jaumann表明,Occator这个独特的内部情况或许是我们目前正在调查的一些列过程的综合产物。形成陨石坑的撞击或许造成了谷神星内部液体的上升,而留下了大量盐分。
谷神星是太阳系除月球和水星之外,第三颗永久阴影区域存在水冰物质的星球,谷神星极地陨坑永久淹没在黑暗之中,这些区域非常寒冷,在过去数十亿年里收集了大量水冰物质。
研究报告负责人托马斯-普拉茨(Thomas Platz)博士说:“最新发现的水冰陨坑暗示着谷神星地壳中存在着大量冰物质,目前我们正在调查是否谷神星亚表面存在一个海洋,如果的确存在一个亚表面海洋,理论上可能存在生命,但从个人角度来讲,我持怀疑态度。”
谷神星极地从未接收过太阳光线的直接照射,甚至抵达谷神星极地的间接太阳光线不会使极地温度超过零下151摄氏度,从而使该星球极地成为一个“冰阱”。我们知道谷神星类似于月球和水星,在黑暗的极地区域并不存在碰撞陨坑,阴影区域是形成冰层的最佳地点。
在谷神星的一年时间里,该星球表面大约千分之一的水分子将最终进入冰阱,谷神星一年的时间相当于地球1682天。之前美国宇航局黎明号太空探测器发现谷神星表面存在水,自2015年3月以来,黎明号在谷神星上空盘旋运行。
德国马克斯-普朗克太阳系研究所研究人员基于黎明号探测器先进分幅相机拍摄的图像数据,发现谷神星表面存在着冰。他们聚焦搜寻谷神星北极地区的陨坑,这里的温度达到零下200摄氏度。
研究小组在600多个陨坑中发现永久阴影区域,阴影区域详细的辐射分析证实陨坑中存在冰,谷神星直径为950公里,发现于1801年,它是最接近太阳的矮行星,位于火星和木星之间的小行星带,是太阳系内部区域唯一一颗矮行星。
谷神星与太阳之间的距离不足3倍地日距离,从而使这颗矮行星能够感受到太阳的温暖,使冰层融化和再次冻结。这就是为什么科学家对观测谷神星产出了浓厚兴趣,它记录着早期太阳系鲜为人知的秘密。
研究小组希望通过分析谷神星表面冰水物质的黑暗陨坑,进一步揭晓这颗矮星如何收集水资源。同时,他们希望进一步观察水冰物质如何在表面分散,科学家猜测谷神星水资源是由小行星碰撞产生的。

 

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