谷神星:動蕩的過去 可期的未來

研究兩極重新定向或揭開冰質天體復雜演變歷史

2018年10月11日08:46  來源:科技日報
 

“黎明號”探測器繞谷神星運行。

在谷神星上發現的阿胡納山(Ahuna Mons)被認為是一座冰火山。

圖片來源:NASA官網

太陽系中的一些行星和衛星,已經重新定向——根據其質量分布的變化而改變了兩極的位置。

這種重新定向可能來自造山運動等過程。例如,火星被認為已經重新定向,以使大型塔爾西斯(Tharsis)火山區域變動到更接近赤道的更穩定的位置。板塊構造也可以驅動重新定向,據信,板塊構造在過去已經逐漸驅使我們的地球家園發生了重新定向。

而據英國《自然·地球科學》9日在線發表的一項研究顯示,由於谷神星地殼密度的變化,這顆矮行星在其歷史早期,也發生了重新定向。更重要的是,這不僅是谷神星的“過去”,它也能為我們揭示其他冰質天體可能具有的復雜演變歷史。

存在有機化合物

谷神星是火星和木星之間最大的一顆天體,也是太陽系中唯一位於小行星帶的矮行星。

2015年3月,“黎明號”(Dawn)小行星探測器進入谷神星軌道。美國國家航空航天局(NASA)的“黎明號”於2007年9月發射升空,是第一個探測小行星帶並造訪矮行星的人造設備,開啟了人類探索太空的新紀元。這一項目共花費4.67億美元,通過“黎明號”的幫助,人類可以更多地了解太陽系的起源和行星的形成。

正是“黎明號”的可見光和紅外測繪光譜儀,讓科學家們於2017年2月在谷神星上檢測到有機化合物——而有機化合物正是地球上生命的基石。

據分析,化合物可能與地球上構成瀝青的烴鏈類似。結合谷神星豐富的水和內部熱度,歐洲空間局的行星科學家麥克·庫佩斯在《科學》雜志的評論中稱,原始生命可以在谷神星上生存。

有機物的出現,也讓科學家們對這顆矮行星的“過去”更加好奇。因為這些有機化合物被認為是在谷神星內部生成的,並遷移到谷神星表面,而非由其他空間岩石撞擊帶來的。

曾發生重新定向

科學家們需要知道,究竟是怎樣的演變歷史,形成了今天的谷神星。

現在,繞谷神星運行的“黎明號”探測器已經發現,有証據表明這顆矮行星具有可變的富冰地殼,這也意味著谷神星星體密度差異很大。

在位於美國亞利桑那的行星科學研究所內,天文學家帕斯奎勒·崔卡裡科分析了黎明號捕捉到的引力和形狀數據。他們發現,在谷神星當前的赤道附近,有一層致密地殼,它可能驅動谷神星發生了重新定向——就像火星和地球可能發生過的那種。

研究人員還發現了一個古老的山脊,與谷神星現在的赤道成36度角。這個山脊或可以代表谷神星的原始赤道,由於其相對較厚的地殼,它可能在重新定向期間向外凸出來了。谷神星表面大型裂縫的分布也與研究者所提出的重新定向事件一致。這樣的重新定向,將可以解釋谷神星現在地表的一些裂縫和山脊的成因。

與此同時,它也表明了谷神星乃至大小形似的其他冰質天體,都可能具有復雜的演變歷史。

未來仍是重要目標

這顆矮行星的歷史正一點點被揭開。

就在上個月,美國亞利桑那大學研究人員發現,在過去的10億年裡,谷神星上平均每5000萬年就有新的冰火山出現。其噴發到谷神星表面的結冰物數量是地球、月球、金星和火星上火山噴發的熔岩數量的百分之一到十萬分之一。不過,與地球上標准的火山活動相比,谷神星上持續不斷的火山活動並未對其表面造成同等程度的廣泛影響。

而更早時間探測器發現的含有甲基和亞甲基的化合物,就是在谷神星一處名為列涅努忒(Ernutet)的火山口附近。

麥克·庫佩斯認為,從原則上講,生命仍可以存在於今天的谷神星上。

在任何情況下,搜索生命都是最有挑戰性的。現在對谷神星歷史的研究和推敲,同樣是為了進一步分析這顆矮行星出現生命的可能性。在未來的一段時間內,這都將是天文學家們的重要工作,因為“如果矮行星真的存在生命,預計就在谷神星表面以下幾公裡處。”(張夢然)

(責編:宋小萱(實習生)、熊旭)

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