谷神星：小行星带的海洋世界

液态水，曾经被认为是地球独有的，在太阳系的冰天雪地中可能很常见。

美国宇航局的科学家说，小行星带的矮行星Ceres仍然紧抱着一个地下的液态水海洋的口袋。美国宇航局/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

古代水海洋的残骸被埋在矮行星谷神星的冰壳下，这是8月10日美国宇航局”黎明”号任务的科学家们提出的吸引人的发现。他们的研究发表在《自然》杂志上的一系列论文中。

到目前为止，谷神星是小行星带中最大的天体，它环绕火星和木星之间的内行星，但与邻居不同，谷神星是一个巨大的冰球。除了地球之外，它比太阳内部的任何世界都拥有更多的水，长期以来，这一现象一直导致一些天文学家怀疑谷神星可能曾经有一个地下海洋，这也是美国宇航局将”黎明”号宇宙飞船送到那里的原因。

然而，一些模型预测，谷神星的海洋早就结冰了，形成了世界上厚厚的冰壳。现在，经过五年研究最近形成的陨石坑周围的一系列奇怪的表面特征后，天文学家们相信他们看到了一个大面积的地下液体的迹象。谷神星引力场的变化使之恢复，这意味着地下蓄水池可能在冰层下延伸数百英里，达到约25英里（40公里）的深度。

“过去的研究表明，谷神星拥有一个全球性的海洋，现在应该已经冻结，”研究合著者和黎明团队成员玛丽亚·克里斯蒂娜·德桑蒂斯在罗马国家天体物理学研究所告诉天文学。”这些最新的发现表明，部分海洋可能幸存下来，并存在于地表以下。

如果未来的任务能够证实结果，那将意味着在一个只有几590英里（950公里）宽的矮行星上，是一个非常咸的、非常泥泞的液体体，大约相当于德克萨斯州的大小。

在塞雷斯的北半球，海盗火山口绵延57英里（92公里）。天文学家认为，当一块太空岩石撞上矮行星时，其墙壁内的亮点就形成了，从下面挖掘出一种盐水液体。美国宇航局/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

天文学家认为，水的咸度降低了其冰点，帮助它长期保持液态，此外，一种叫做水合物的化合物，是捕获气体或盐化合物的水的笼子，可以改变热量通过矮行星地壳移动的方式。研究人员也用类似的推理，将其应用于美国宇航局”新地平线”号任务的数据，认为冥王星在其冰壳下隐藏着一个全球液态水海洋。

美国宇航局喷气推进实验室的黎明项目科学家朱莉·卡斯蒂略-罗格兹（Julie Castillo-Rogez）在《天文学》杂志上对《天文学》说：”海洋应该是矮行星的共同特征，它基于”新地平线”在冥王星和谷神星黎明所学到的知识，这一新发现提出了一个有趣的问题，即谷神星是否可以被外星生命居住，而且，它可能使谷神星成为近年来已经揭示的一组快速发展的潜在冰海世界之一。

谷神星是太阳系内唯一的矮行星，它锁定了小行星带中三分之一的质量，天文学家认为谷神星是一颗原行星，是一个从未完全形成的世界的化石遗骸，但它的生长在它成为一个完整的星球之前就停止了，拥有这样的历史意味着谷神星可能拥有我们太阳系原始历史的早期记录——因此这就是”黎明”。

在任务接近尾声时，美国宇航局的”黎明”号航天器捕捉到了”占领者”陨石坑神秘白点的亲密细节。美国宇航局/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/PSI

谷神星奇怪的白点

“黎明”号任务于2007年发射，其采用非常规离子引擎，首次绕小行星带的第二大天体灶神星轨道运行14个月，2012年进入谷神星。以前没有一个任务绕过两个外星世界。

“维斯塔是一个干燥的行星，几乎像月亮，”黎明首席研究员卡罗尔雷蒙德JPL告诉天文学。”我们知道的谷神星是一种非常富含水的星球，它保留了从形成时开始挥发物的物体。

谷神星在2015年初首次瞥见了这颗矮行星，开始向天文学家们取笑它的秘密，一对奇怪的白点从远处脱颖而出，在黑暗中像猫的眼睛一样闪闪发光，更多的这些明亮的特征在方法上变得明显，他们最终成为科学家理解谷神星努力的中心。

谷神星的故事在黎明号到来的一小范围内就很明显了，但是科学家们仍然觉得他们还有更多学习，因此美国宇航局将黎明号的任务延长了，以便进行第二次运行，这使得航天器一直收集数据，直到2018年，它终于耗尽了燃料。

随着黎明收集更高分辨率的图像，它开始揭开世界表面细节，除其他事项外，航天器发现了一座孤岛山，其水面上绵延约21，000英尺（6，400米），比北美最高的山峰德纳利（Denali）还高。谷神星的白点位于世界北半球57英里（92公里）的”海盗火山口”内，另一个突出的亮点的地方是在较小的豪拉尼火山口，以夏威夷植物女神命名，它是这颗矮行星最年轻的特征之一。

谷神星’的豪拉尼火山口，以夏威夷植物女神命名，是矮行星最年轻的特征之一。科学家认为，撞击可能从隐藏在陨石坑下面的一个古老海洋口袋里挖掘出咸水。美国宇航局/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

根据研究，当撞击到这个地区时，它似乎渗透到埋在平原下面的泥泞的咸水库中。在8月10日发表的一篇论文中，一个科学家小组详细揭开了”海盗火山口”的历史。他们相信大约2000万年前，一块太空岩石袭击了这个位置，把冰冷的地壳刺入下面的咸水库。然而，在几个小时内，陨石坑很快就结冰了。

然而，它密封在陨石坑中心下面的一个大的熔水室中，让液体和化学物质继续与下面的大型储层混合。这种结构使得咸的、富含化学成分的水在200万年前从陨石坑的中心喷发，创造了迷人的白点。谷神星可能爆发得比这还最近，在黎明到达这颗矮行星之前，欧洲航天局的赫歇尔望远镜探测到来自同一地区的水蒸气，如果液体还没有从”海盗火山口”的裂缝中渗入，那么该地区的矿物应该已经蒸发了。

美国宇航局的”黎明”号航天器在2015年首次围绕这颗矮行星的科学轨道拍摄到谷神星的合成图像。美国宇航局/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

谷神星作为生活的住所？

科学家们仍然不能完全确定谷神星和我们太阳系其他冰冷的海洋世界有什么共同之处，比如木星的卫星欧罗巴和土星的恩塞拉杜斯。然而，在谷神星上发现的一些矿物也被发现在从恩塞拉杜斯喷出的水羽中，在两具尸体之间引起了一些联系。

所有这些发现都改变了天文学家关于太阳系的想法。半个世纪前，他们认为地球的海洋成为太阳系中生命的独特居住地。但现在看来，太阳系内外可能有数十个潜在的海洋世界。西南研究所的艾伦·斯特恩和美国宇航局”新地平线”号任务负责人告诉天文学，这一发现是”太空时代行星科学最深刻的发现之一”。

在来的几十年里，天文学家们正在推动一系列任务，以更详细地探索这些海洋世界，谷神星相对接近地球，可以帮助他们在不远的将来进行访问。

周一，当研究小组的新研究发表时，卡斯蒂略-罗格兹正式提交了一份研究报告，概述了一项价值10亿美元的任务，该任务实际上将降落在谷神星上。如果天文学家在十年勘测中对这个想法表示出兴趣，而美国宇航局决定为它提供资金，那么宇宙飞船将在2032年某个时候作为新前沿级任务飞行。与此同时，欧洲航天局也在研究一个潜在的样品返回任务。

雷蒙德说：”谷神离地球更近，比太阳系外这些卫星更容易到达。”

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