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“黎明”号报告:谷神星上存在冰火山

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(原标题:“黎明”号报告:谷神星上存在冰火山)

本报记者 房琳琳

图片来源:NASA官网

■今日视点

矮行星谷神星竟然是太阳系中异常复杂活跃之地。最近一期《科学》杂志刊发了一系列共6篇天文研究,详细描述了科学家借助美国国家航空航天局(NASA)“黎明”号航天器的探测成果——谷神星地壳是冰和岩石的混合体,而这种特征此前从未被观察过。

加利福尼亚大学地球物理与空间物理教授、“黎明”号项目负责人克里斯·罗素说:“探测谷神星的过程一直充满着惊喜。谷神星在历史上曾经很活跃,其内部一直在进化,因此很多结构物质混合到了一起。”

亲近小行星带中的“皇后”

“黎明”号2007年9月发射升空,这项花费了4.67亿美元的项目,主要研究火星和木星之间小行星带中的两个较大目标——灶神星和谷神星。

2011年7月到2012年9月,“黎明”号围绕灶神星考察,然后启程前往谷神星,于2015年3月到达目的地,“黎明”号航天器因此成为地月系统以外第一个绕两个目标天体的航天器。

科学家已经对灶神星有些了解,通过分析作为陨石落入地球的岩石,“黎明”号确认了此前对灶神星的猜想:它像是“冻结的时间”。罗素解释说,它形成时间早、迅速冷却,恰恰还有一个非常坚固的主体,很难受到外界影响。而谷神星则更为神秘,因为陨石家庭中没有它的蛛丝马迹。

发现谷神星与其邻居不同

“黎明”号发现,谷神星实际上与其所处小行星带邻居都不相同。谷神星表面比灶神星更多样、更复杂,呈现出广泛的线性结构,由流动物质造成的裂隙特征明显,还有一个4千米高的山峰,以及众多陨石坑。

一个名为阿胡那山(Ahuna Mons)的地块类似于地球上火山活动地貌。研究团队认为,它的确就是由一座火山造成的,但是,它喷射出来的是融冰,而非融化了的炽热岩石。

NASA戈达德太空飞行中心的奥塔唯雅诺·路易诗领导的研究团队表示,现在并不能确定谷神星的冰山究竟是什么成分,但倾向于认为它是一种氯盐和水冰的混合物。此外,阿胡那山看起来非常“年轻”,研究人员分析认为,它形成于距今2亿年前后。

在另一项研究中,约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的戴博拉·布奇科夫斯基带领的研究团队发现,谷神星另一个圆顶状特征似乎也是冰类物质的产物。

谷神星从来没有机会接近另一个巨大行星,因此,能够产生诸如冰类物质等地质活动的能量,一定来自矮行星的内部热能。罗素说,通过分析放射性衰变,发现这种热能主要是它原初形成时期遗留下来的。“谷神星冷却了,但是并没有冷却彻底”,在这方面,它可能有点像最近还有地质活动的冥王星。

天文学家知道,基于谷神星的密度测量,它可能拥有大量的水。在过去的几年,有一些猜测认为,谷神星存在像土卫二那样的地下海洋。罗素说,如果确实存在这种海洋,现在也可能消失了,但它仍可能支持生命的存在。“我们现在知道存在水,还有足够的内部热量,能让水保持液体状态,因此可以肯定有水或者盐水流经地质系统并到达地表。”

谷神星拥有奇怪的地壳

“黎明”号到达谷神星之前,大多数天文学家认为,它的地壳主要是水冰。但另一项基于详细分析谷神星陨石坑的新研究表明,事实并非如此。

与岩石相比,水冰相当柔软。所以,如果谷神星有一个冰壳,那么其上的陨石坑在相对较短的时间尺度上,比如1000万年到1亿年的时间里,应该呈现出“趋平”状态。但是,德国明斯特大学的研究负责人哈拉尔德·海尔辛格并没有找到期待中的“趋平”状态。相反,陨石坑形态表明,谷神星地壳是个奇怪的混合体,也许有60%的岩石和40%的冰。

罗素认为,这是我们从未见到的全新物质,如果猛烈撞击它,并不需要加热到熔岩的温度,它就会融化和流动。

谷神星被薄薄大气层“拥抱”

还有一项新研究表明,谷神星可能被一层薄薄的大气层“拥抱”,或许用“外逸层”可以解释“黎明”号观察到太阳风与谷神星的相互作用。但是,这一系列文章并没有触及最著名的大亮斑。

“黎明”号接下来会帮助天文学家进一步了解谷神星。NASA最近将它的飞行任务又延长了两年。在过去8个月中,“黎明”号一直在谷神星上方385公里处考察,从9月2日开始,它将去往更高的轨道,大概在谷神星地表以上1460千米左右。NASA官员表示,这样会减少“黎明”号的能源消耗。

(科技日报北京9月23日电)

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