由于退役的美国宇航局航天器矮行星谷神星的起源的秘密可能最后被解决

2024-09-18 15:40阅读：1,008

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由于退役的美国宇航局航天器矮行星谷神星的起源的秘密可能最后被解决

By Robert Lea
2024/9/16
Solar System
谷神星被诞生在主小行星带中还是它从外太阳系迁移到那里呢？
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由美国宇航局黎明号使命拍摄的矮行星谷神星的图像。 (

Image credit: NASA)
科学家们已经用来自美国宇航局一个长期退役的黎明号航天器的数据来解决围绕奇怪的矮行星谷神星起源的秘密。
谷神星目前驻在火星和木星之间的主小行星带中，围绕它的创造的大多数理论提示它也被诞生在那里。然而，这颗矮行星有一些奇怪的设定它与其他主小行星带天体分开的特征。
这已经导致一些科学家来推测这颗596英里（960公里）宽的矮行星可能已经在太阳系的外缘起源，并可能已经向内迁移到它的目前的家园。
谷神星不仅是在主小行星带中最大的天体，而且它也似乎有比它的伙伴居民一个更复杂的地质。一个特别的难题是在谷神星上冷冻氨的存在，这是黎明号航天器当在2015年至2018年之间研究这颗矮行星时发现了的。
氨被认为只在外太阳系中是稳定的，远离造成它来蒸发的太阳和辐射。因此，它的存在提示谷神星可能已经远离它的目前家园形成。
现在，从在谷神星上最古老的撞击坑之一40英里（64公里）宽的康苏斯陨石坑收集的数据可以驱逐迁移理论并表明这颗矮行星真的在主小行星带中形成。
马克斯普朗克研究所研究员兼团队成员萨尔卡尔（Ranjan Sarkar）在一份声明中说，“按地质标准康苏斯陨石坑在4.5亿年上不是特别古老的，但它是在谷神星上幸存的最古老的结构之一，由于它的深挖掘，它赋予我们获得数十亿年来在谷神星内部中发生了的过程，这样是一个探究这颗矮行星的过去的窗口” 。
答案可能是冰火山
谷神星是一个冰火山体，有吐出不是灼热的熔岩而是冰冻的淤泥的火山。这种冰火山活动已经在数十亿年的时间里推动了这颗矮行星的进化并至今日仍可能正在发生。
研究位于矮行星的南半球谷神星上的更小撞击坑之一康苏斯陨石坑，揭示了数十亿年来从它的内部特别是地幔和地壳之间的一个液体层已经上升到矮行星表面的盐水残留物。
虽然在谷神星的分散的撞击坑中发现的大多数沉积物显示浅色的、白色的盐沉积物，但在康奴斯陨石坑的孤立地点中的物质色彩是更黄些的。这种物质出现富含氨，一种类型的有额外氢离子的氨。
科学家们此前已经弄清了需要来创造氨的过程对像主小行星带一样靠近太阳将不起作用，因为它太快的蒸发。这些新发现是首次来将氨与来自谷神星内部的盐水联系的，支持谷神星是小行星带原生的想法。

带有标记为yBM亮黄色含氨物质的康苏斯陨石坑的图像。(Image credit: MPS)
为达到他们的发现，研究小组假设了氨的构建块是最初形成谷神星的物质的部分。因为它不会已经与矮行星地幔中的其他物质结合，一层厚厚的氨会已经积聚在地幔和矮行星表面或地壳之间的盐水中。这层氨的毯子将延伸过谷神星整体。
数十亿年来，谷神星的冷火山会已经将这种盐水和它的氨内容带到地壳，在那里它会已经渗透进被称为页硅酸盐的层状晶体结构中。
团队负责人、黎明号相机团队的前首席研究员纳歇斯（Andreas Nathues）说，“在谷神星的地壳中的矿物质可能的像一种海绵一样吸收了数十亿年的氨”。
然后，这些将靠谷神星被主小行星带中的其他小行星撞击暴露。
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在康奴斯陨石坑外，由研究小组调查了在谷神星的深坑中发现了的明显黄色明亮的物质斑块。这提示在这个矮行星的核更深处氨的浓度是更高。
康奴斯陨石坑东部这种富氨黄色物质的斑点被研究人员认为已经被一个大约2.8亿年前的小行星碰撞暴露。
该团队的研究被发表在Journal of Geophysical Research: Planets上.