艺术家绘制的黎明号在谷神星上使用离子发动机的概念图。供图:NASA Jet Propulsion Laboratory
小行星可能会看起来干燥而荒凉,但美国宇航局(NASA)的黎明号探测器发现,太阳系最大的小行星——谷神星上充满了水。
亚利桑那州图森市行星科学研究所(PlanetaryScience Institute)的核工程师Thomas Prettyman说:“我们看到的只是渗透出的一点水。”他带领团队在黎明号上安装了中子计数仪,12月15日《科学》杂志上刊登了他们的研究成果。
当前,水以冰的形式存在于谷神星的缝隙深处或以含水矿物质的形式存在于谷神星表面。但在数十亿年前,谷神星演化早期时,太阳系形成所遗留的热量可能使这颗小行星保持温暖。这使得谷神星上的水可以流动,进而能够分成岩石层和冰层。
12月15日,在旧金山举行的美国地球物理联盟会议上,位于加利福尼亚州帕萨迪那的NASA喷气推进实验室的行星科学家Carol Raymond说:“我们发现水和岩石已经分离并且一直在相互作用。”
这项发现使得人们意识到谷神星不是一片荒凉的,而是一个湿润的世界,同时它也改变了“行星”这一概念的边界。目前正有一个4千米高的冰火山和由冰与岩石混合而成的盐类物质形成的明亮区域处于活跃期。
谷神星其实很大,它直径约940千米,质量大约占小行星带总质量的三分之一,理论上它既是一颗小行星,也是一颗矮行星。研究人员通过研究经谷神星表面含水矿物反射的光估算了谷神星的密度,他们还发现了水蒸气,基于此他们早已知道谷神星上充满了水。但他们不知道谷神星上到底有多少水,直到黎明号在2015年3月抵达谷神星。
氢含量的高低
探测器通过探测宇宙射线经谷神星反射的伽马射线和中子来研究它的化学元素。Prettyman的团队做出了一个谷神星上氢的分布图,这些氢都含在水冰和含水矿物中。
氢含量水平在谷神星的中高纬度最丰富,其中在北极浓度最高,有超过30%的水。Prettyman说,在赤道附近,水冰可能升华到了宇宙中,使赤道表面很干燥。如果一个宇航员在那里,必须得向下挖大约一米才能找到水冰,然而在北极,“一个人只要稍稍拨开表面物质,就能找到冰面”。
谷神星的湿润与灶神星形成鲜明对比,灶神星是一颗更干燥的小行星,黎明号于2011-2012年对它进行了探测。Prettyman说,平均来看谷神星的氢含量是灶神星的100倍。
发表于12月15日《自然-天文学》上的第二篇文章指出了其他冻结的水可能在哪。德国哥根廷的马普(Max Planck)太阳系研究所的Thomas Platz所领导的团队研究了634个谷神星上长期处于黑暗中的火山口。其中的10个有明亮区域,且对其中一个的光谱研究表明它含有水冰。
该团队还说,类似于月球和水星,谷神星没有大气,其表面的黑暗区域可以很好地保存冻结的水。
翻译:王泽宇
审校:颜磊