謎團解開：谷神星上明亮的區域來自下面的鹽水

美國宇航局的黎明號飛船向科學家們展示了矮行星穀神星，它位於火星和木星之間的主要小行星帶。到2018年10月任務結束時，軌道飛行器已經下降到離水面不到22英裏（35公裏），揭示了穀神星已經聞名的神秘明亮地區的清晰細節。

科學家們發現明亮的沉積物主要是碳酸鈉，碳酸鈉是鈉、碳和氧的化合物。它們很可能來自滲透到表面蒸發的液體，留下高度反射的鹽殼。但他們還沒有確定的是那種液體來自哪裏。

通過分析任務結束時收集的數據，黎明的科學家得出結論，液體來自一個深層的鹽水蓄水池，或富含鹽的水。通過研究穀神星的引力，科學家們了解了這顆矮行星的內部結構，並能夠確定鹽水水庫大約25英裏（40公裏）深，數百英裏寬。

通過分析任務結束時收集的數據，黎明的科學家得出結論，液體來自一個深層的鹽水蓄水池，或富含鹽的水。通過研究穀神星的引力，科學家們了解了這顆矮行星的內部結構，並能夠確定鹽水水庫大約25英裏（40公裏）深，數百英裏寬。

穀神星並不像太陽系外的一些冰衛星那樣，受益於與大型行星的引力相互作用所產生的內部加熱。但這項聚焦於新研究的是穀神星57英裏寬（92公裏寬）的奧卡托火山口——最廣闊的明亮區域——證實了穀神星和其他冰體一樣，是一個富含水的世界。

這些發現還揭示了奧克卡托火山坑中地質活動的程度，出現在8月10日《自然天文學》、《自然地球科學》和《自然通信》發表的特別論文集中。

美國宇航局南加州噴氣推進實驗室的任務主任馬克·雷曼說：“黎明號在開始非凡的外星探險時，取得的成就遠遠超過了我們希望的結果。”這些令人興奮的在漫長而富有成效的任務結束時的新發現是對這位傑出的星際探險家的精彩致敬。”

解決明亮的神秘問題

早在2015年黎明到達穀神星之前，科學家們就用望遠鏡注意到漫射明亮區域，但它們的性質尚不清楚。黎明從它的近軌道上被捕獲奧卡托隕石坑內兩個不同的、高度反射的區域的圖像，後來被命名為面部腦穀和維納利亞系。（“學院”的意思是明亮的區域）。

科學家們知道，微隕石經常撞擊穀神星的表面，使其粗糙，留下碎片。隨著時間的推移，這種行動應該會暗這些明亮的區域。所以它們的亮度表明它們很可能很年輕。從2017年，以及材料如何如此新穎，是黎明號2018年最終擴展任務的主要重點。

研究不僅證實了明亮的地區很年輕——大約不到200萬年的歷史；它還發現，驅動這些沉積物的地質活動可能在進行中。這一結論依賴於科學家們做出的一個關鍵發現：集中在面部陶瓷中的鹽化合物（氯化鈉與水和氯化銨化學結合）。

在穀神星的表面，含水的鹽會在數百年內迅速脫水。但黎明號的測量顯示，它們仍然有水，所以這些流體一定是最近才到達水面的。這是奧卡托隕石坑區域下方存在液體和物質正在進行的從內部深處轉移到表面的證據。

科學家們發現了兩種允許液體到達表面表面的主要途徑。”對於法卡拉的大型沉積物，大部分鹽來自地表下面的泥濘區域，該區域被大約2000萬年前形成隕石坑的熱量熔化，”黎明首席研究員卡羅爾·雷蒙德說。撞擊熱在幾百萬年後消退；然而，撞擊也造成了大型裂縫，可以到達深而長壽的水庫，使鹽水繼續滲透到地表。”

活躍的地質學：最近的和不尋常的

在我們的太陽系中，冰的地質活動主要發生在冰的衛星上，在那裏它是由它們與行星的引力相互作用驅動的。但鹽水移動到穀神星表面的情況並非如此，這表明其他沒有月亮的大型富冰天體也可能很活躍。

奧卡托火山口的一些液體證據來自明亮的沉積物，但其他線索來自各種有趣的圓錐形山，讓人想起地球上的平戈斯——由冰凍的加壓地下水形成的極地地區的小冰山。這些特征已經在火星上被發現了，但在穀神星上的發現標志著它們第一次在矮行星上被觀察到。

在更大的尺度上，科學家們能夠繪制出穀神星地殼結構的密度作為深度的函數——這是富含冰的行星體的第一次。通過重力測量，他們發現穀神星的地殼密度隨著深度的增加而顯著增加，遠遠超出了壓力的簡單影響。研究人員推斷，與此同時，穀神星的水庫正在凍結，鹽和泥正在並入地殼的下部。

由於其高效的離子推進系統，黎明號是唯一一個繞穀神星和巨型小行星灶神星兩個地外天體軌道運行的航天器。當“黎明”使用最後一種關鍵燃料肼來控制其方向時，它既不能指向地球進行通信，也不能將太陽陣列指向太陽來產生電力。由於穀神星被發現表面有有機物質，表面以下有液體，行星保護規則要求黎明號被放置在一個長期的軌道上，這將防止它在幾十年內撞擊這顆矮行星。

噴氣推進實驗室是加州帕薩迪納加州理工學院的一個部門，管理著黎明局在華盛頓的科學任務理事會的任務。“黎明”是該理事會發現計劃的一個項目，由美國宇航局位於阿拉巴馬州亨茨維爾的馬歇爾太空飛行中心管理。噴氣推進實驗室負責整個黎明任務科學。位於弗吉尼亞州杜勒斯的諾斯羅普·格魯曼設計並建造了這艘航天器。德國航空航天中心、馬克斯·普朗克太陽系研究所、意大利航天局和意大利國家天體物理研究所都是該任務小組的國際合作夥伴。

BY: Naomi Hartono

FY: 宇宙天文

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