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谷神星有多神秘?地表下藏着海洋,或是生命起源

2015 年 3 月,NASA的黎明号探测器进入驶进谷神星附近时,我们看到了谷神星表面布满了陨石坑。不过随着它的自转,一些神秘的东西进入了黎明号的视野。其中一个陨石坑中有两个亮点,就像两只眼睛在盯着我们,这让科学家们感到疑惑,这些高反光物质是什么?冰吗?它们为什么在那,随后的探测中黎明号在谷神星表面发现了超过 100 个这样的神秘白色斑点,其中最亮的斑位于直径八十千米,被称为欧卡托坑的中央。

出乎意料的是,探测表面其中含有碳酸钠,一种在地球上普遍存在的碳酸盐,而且这些盐形成的时间非常近,大约只有 400 万年的历史。就地形而言,这基本就像昨天一样,是什么导致盐出现在一个长久以来被认为已经死亡的天体上?在地球上,这样的碳酸盐通常出现在一些干涸的盐水湖旁,它们曾经是湖水中的成分,随着水分的蒸发结晶沉积在地表。研究人员相信同样的过程曾发生在谷神星上,这意味着它的地表下一定有液态水。

奇怪的是谷神星处在小行星带,在这种低温下,到底是什么原因让水保持温暖的?在一些卫星上,行星的潮汐力能使内部保持温暖,但谷神星并不靠近任何其它非常大的星体。因此一些科学家们认为,谷神星的表面下应该有大量含有盐的海洋,盐降低了水的冰点,并保持水的流动性。当小行星撞击地壳时,盐水从地表裂缝下面渗出来,液体迅速蒸发,但盐仍然存在,在表面留下一个明亮的白点。而且这样的过程就在今天仍然在发生。

2014 年 1 月,赫希尔天文台从谷神星的多个地区检测到水蒸气的排放情况。 2016 年 3 月,黎明号在谷神星表面oxo 火山口,也发现了水分子的确凿证据,以及谷神星稀薄大气层中存在的水蒸气,都证明谷神星表面下可能含有水,长久以来,人们认为谷神星曾经是一颗行星胚胎,在太阳系形成早期,原恒星周围的小石块互相碰撞,在引力的作用下粘在了一起,形成了内行星。谷神星也以同样的方式成长,按更早形成的木星的向内迁移,把正在成长的谷神星轨道区域的岩石气体搅了个 七零八落,很多被甩出了太阳系,还有很多直接掉到了太阳里,木星甚至一路接近了火星的轨道。所幸土星的形成终止了木星的毁灭之旅,把它拉回了外侧的轨道

这一过程不仅剥夺了形成火星的大量物质,导致火星的质量只有原来的1/10,也彻底打断了谷神星成为行星的进程,使得它最终也只能成为一颗矮行星。但最近的研究表明谷神星并不是在小行星带附近形成的,它很有可能和其它矮行星一样,形成于距离太阳几十 亿公里外的科伊伯带。

一般来说,相同区域的天体都是由同样的物质构成的,但谷神星的情况却并非如此。大行星带的天体,主要由干燥的岩石和重元素组成,成分与岩石构成的内行星大致相同。但谷神星的密度表明,它更多的成分是冰。谷神星由 60% 的岩石和 40% 左右的冰构成,冰的含量远远超过同区域的小行星。并且谷神星上的冰中,含有一些在小行星带中,本不该存在的化合物。比如铵盐。

安滨的存在可以归结为彗星的撞击带来的,但铵盐更可能是表面天然形成的。除地球外,我们并没有在任何内太阳系的天体上发现谷安,但我们却是在外太阳系中发现了安。通过新视野号,我们在冥王星的卫星卡戎上探测到了铵盐。我们认为太阳系中最初的铵,应该形成于海王星轨道之外的非常寒冷的地方。但是一个含有安的冰冷的矮行星,是如何出现在安不能形成的小行星带上的?答案还是木星。在它刚形成的时候,这颗巨大的行星开始缓慢地移向太阳,它的巨大引力扰乱了太阳系中其它天体的轨道,包括谷神星。

形成于太阳系边缘的谷神星。由于木星的移动离开了可疑波带,跟随着木星向内移动,当木星停止迁移时,它也在小行星带中进入了一个新的稳定的轨道。科学家们甚至相信木星的内心曾经带进了数以百计类似谷神星的矮行星。在那个混乱的时期,它们有些被抛进了太阳,有些相互碰撞,甚至和内行星碰撞,最终只有谷神星幸存了下来。这种假设也解释了地球上水的来源。

在很长的一段时间里,我们都在想地球上大部分的水来自哪里?基于地球的位置,当地球形成时,它太热了,水不可能在表面存在。也许是被木星拉入太阳系的矮行星大部队地相互碰撞,将大量富含水分的岩石块,在数十亿年的时间里撒向大地,才形成了早期的海洋。不仅如此,矮行星还可能带来了其它的东西。

2017 年 2 月,基于黎明号的探测数据,科学家在谷神星的表面恩努特火山口发现了含碳有机化合物,锁邻在地球上生命的诞生需要水和含碳有机化合物。而在矮行星上,这两者都有冥王星,塞德纳和鸟神星上都有红色的斑块。这种颜色来自一种叫做色磷的含碳有机化合物,色磷不是一个特定化合物,是由它氧紫外线或宇宙射线照射简单碳原子形成的多种有机化合物的杂质物。研究表明它可能是自然形成的最初的有机分子太阳系形成早期由木星带动的矮行星内切,不仅给地球带来了大量的液态水,也带入了这种有机物,为生命的发展提供了必需的原料,才使得生命的诞生成为可能。它在谷神星上的存在也证明了生命的基本成分可以在整个宇宙中找到。

2015 年,黎明号在给谷神星绘制表面地形时,发现了谷神星上一个非常奇怪的巨大特征,被称为阿红纳山。这是一座突出于坑坑洼洼的地形之上,平均高度约 4 公里,宽约 20 公里的山包,有着非常平坦的山顶和非常尖锐明亮的侧面,看起来很像地球上的火山,在地球上,炽热的岩浆从地表的裂缝中涌出,形成了陡峭的火山。但像谷神星这样的矮行星太小了,也没有一个炙热的熔岩核心,为火山活动提供动力。

它是如何形成的?阿胡纳山的位置与谷神星上最大的撞击盆地大致相反。研究认为,来自克尔旺盆地形成冲击的地震能量,可能聚集在谷神星的另一侧,使该区域的外层破裂,地表下的高粘度泥状水冰通过裂缝涌出,从表面喷发出来,然后很快冻结,就形成了这样的火山。但这是一座冷水火山,也被称为鹰火山。阿胡那山非常奇怪的一点是,它是谷神星上唯一的高山。如果有类似的形成过程,在谷神星表面应该有不止这一座冰火山。那么其它的冰火山去哪了?这就引出了另一个问题,谷神星上的火山正在消失吗?答案是肯定的。

造成这种情况的关键在于重力,它能把固体物质压扁。这个过程的快慢,取决于材料的结构组成。实际上在地球上,一些火山也正在重力的作用下慢慢倒下,但是它们发生得非常缓慢,慢到不是我们可以直接观察到的时间尺度。而谷神星上的冰火山由于其中冰的含量过多,减少了其结构的粘性,使得它被重力压扁的速度更快。

谷神星或许曾经有过许多的冰火山,但在几亿年的时间里都已经被完全抹去了痕迹,只剩下了曾经最高的阿胡纳山。对谷神星的探测越深入,我们对太阳系的了解也越多,同时也带给我们更多现在还无法解释的谜团,促使着我们不断地探索。谷神星上曾经生命体在上面繁衍吗?有水就有生命繁衍。对此屏幕前的你怎么看,请评论区留下你的看法观点,我们一起探讨一下。

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