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NASA在离地球最近的矮行星上都发现了什么?

(2016年03月25日 04:00:01)
来源:腾讯科学

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NASA在离地球最近的矮行星上都发现了什么?

欧卡托撞击坑的增强色照片,撞击坑中心亮斑与周围物质明显不同。(腾讯太空配图)

腾讯太空讯(桂林)自2015年3月初以来,美国宇航局黎明号探测器环绕谷神星工作已有一年多的时间,这也是人类首次近距离观测一颗矮行星。目前,黎明号绕谷神星的轨道高度仅有300多千米,获取了大量高清晰的谷神星表面图像,包括备受瞩目的欧卡托撞击坑(Occator Crater),这些图像已在本周二举办的在第四十七届月球和行星科学大会上公布。

欧卡托撞击坑(Occator Crater)直径92千米、深4千米,这个撞击坑拥有谷神星表面最亮的亮斑。最新的欧卡托撞击坑图像是黎明号在距谷神星表面385千米处拍摄的,这甚至小于国际空间站与地面之间的距离。这个撞击坑有着光滑的坑壁,中心是明亮的亮斑,而且地形较为复杂,坑底有着无数线性特征和裂缝纵横交错,并环绕与穿过亮斑区域。

NASA在离地球最近的矮行星上都发现了什么?

黎明号拍摄的欧卡托撞击坑,这里也是谷神星表面最亮的区域。(腾讯太空配图)

来自德国宇航中心的行星科学家、黎明号任务的参与者拉尔夫•鲍曼(Ralf Jaumann)介绍说:“在去年黎明号抵达谷神星前,欧卡托撞击坑在哈勃望远镜里看起来是一个明亮、巨大的区域,而现在近距离的观测发现其表面拥有复杂的地貌特征,这些新的谜团等待我们去揭晓。欧卡托撞击坑里复杂的几何地形暗示这里最近依旧有活跃的地质活动,但这需要我们完成该撞击坑详细地质图的绘制后,才能证明这些假说是否正确。”

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谷神星增强色全球图像(腾讯太空配图)

地表颜色差异的原因

黎明号团队也发布了一张谷神星增强色的全球图像,这张图像突出了谷神星表面物质成分的差异,表明谷神星复杂地形与其密切的关系。科学家们非常有兴趣地对谷神星表面众多撞击坑的形状与分布进行了研究,他们发现谷神星表面没有此前设想的大量撞击盆地存在,但是小型撞击坑的数量与此前预估的大致相符。

在谷神星增强色全球图像里,突出的蓝色显示的是光滑的平原和山脉,这些地貌的地质年龄似乎较为年轻。虽然撞击地形是谷神星上的主要地貌,但科学家已经确定谷神星表面特异性的色彩变化是因为物质成分的不同,这是由谷神星表面的撞击过程和地下成分复杂的交互作用形成的,这也证明了谷神星地表下存在丰富的冰和其他挥发物。

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谷神星北极地区氢的浓度较高,这里地下可能有水。(腾讯太空配图)

中子计数证实地下有水冰

去年12月黎明号轨道降低至385千米,其搭载的伽马射线与中子探测器(GRaND)开始搜集数据,这些数据逐渐证实谷神星地下非常可能存在冰层。宇宙射线产生的中子和γ射线不断轰击谷神星表面,这对研究谷神星表面物质的化学组成很有帮助,GRaND探测器对表面风化层的元素成分非常敏感。

黎明号探测到谷神星两极的中子数比赤道附近要少很多,这说明高纬度地区氢原子的浓度较高。而氢原子是水分子的重要组成成分,这也暗示谷神星两极表面较浅的地方存在水冰。科学家分析推测谷神星高纬度地表下的水冰层可以存在数十亿年。

神秘的郝雷尼撞击坑

但是谷神星地下也并不全是一样的物质组成,黎明号搭载了先进的可见光和红外光绘制光谱仪 (VIR),它可以依据不同波长的光从谷神星表面反射回来的情况,让科学家知道谷神星表面物质的化学组成。

郝雷尼撞击坑(Haulani Crater)就是个证明谷神星表面不同物质成分的有趣例子,这个撞击坑有很多醒目鲜艳的条纹,显示这里的物质组成比例与周围很不相同。谷神星大部分表面由不同比例的碳酸盐岩和层状硅酸盐混合组成。

郝雷尼撞击坑的假彩色图像显示:因撞击而暴露的地表下物质与谷神星表面普遍存在的物质不同,这里物质的多样性意味着地下物质是混合的,或因为撞击改变了这些物质的特性。

欧克索撞击坑有水

在月球和行星科学会议上,科学家报告称可见光和红外光绘制光谱仪 (VIR)查明欧克索撞击坑(Oxo crater)表面存在水,撞击坑内存在水的区域宽9公里,位于谷神星北半球。

这些水被以矿物的形式束缚,或可能以水冰的形式存在。科学家们认为含水的物质可能因为撞击或滑坡露出地表,甚至也可能是两者共同作用暴露出来的。欧克索撞击坑也是唯一正式检测到有水存在的地方,黎明号将持续探测这个区域。

黎明号也是迄今唯一一颗环绕过两颗天体运行的探测器,在2011年至2012年间,黎明号曾在绕灶神星的轨道上工作。与灶神星相比,谷神星给科学家提供了更多有关太阳系早期历史的新发现。

腾讯太空

[责任编辑:sorazhang]


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