谷神星:动荡的过去 可期的未来——研究两极重新定向或揭开冰质天体复杂演变历史

2018-10-11 09:27:57 来源: 科技日报 作者: 张梦然

“黎明号”探测器绕谷神星运行

在谷神星上发现的阿胡纳山(Ahuna Mons)被认为是一座冰火山。图片来源:NASA官网

本报记者 张梦然

太阳系中的一些行星和卫星,已经重新定向——根据其质量分布的变化而改变了两极的位置。

这种重新定向可能来自造山运动等过程。例如,火星被认为已经重新定向,以使大型塔尔西斯(Tharsis)火山区域变动到更接近赤道的更稳定的位置。板块构造也可以驱动重新定向,据信,板块构造在过去已经逐渐驱使我们的地球家园发生了重新定向。

而据英国《自然·地球科学》9日在线发表的一项研究显示,由于谷神星地壳密度的变化,这颗矮行星在其历史早期,也发生了重新定向。更重要的是,这不仅是谷神星的“过去”,它也能为我们揭示其他冰质天体可能具有的复杂演变历史。

存在有机化合物

谷神星是火星和木星之间最大的一颗天体,也是太阳系中唯一位于小行星带的矮行星。

2015年3月,“黎明号”(Dawn)小行星探测器进入谷神星轨道。美国国家航空航天局(NASA)的“黎明号”于2007年9月发射升空,是第一个探测小行星带并造访矮行星的人造设备,开启了人类探索太空的新纪元。这一项目共花费4.67亿美元,通过“黎明号”的帮助,人类可以更多地了解太阳系的起源和行星的形成。

正是“黎明号”的可见光和红外测绘光谱仪,让科学家们于2017年2月在谷神星上检测到有机化合物——而有机化合物正是地球上生命的基石。

据分析,化合物可能与地球上构成沥青的烃链类似。结合谷神星丰富的水和内部热度,欧洲空间局的行星科学家麦克·库佩斯在《科学》杂志的评论中称,原始生命可以在谷神星上生存。

有机物的出现,也让科学家们对这颗矮行星的“过去”更加好奇。因为这些有机化合物被认为是在谷神星内部生成的,并迁移到谷神星表面,而非由其他空间岩石撞击带来的。

曾发生重新定向

科学家们需要知道,究竟是怎样的演变历史,形成了今天的谷神星。

现在,绕谷神星运行的“黎明号”探测器已经发现,有证据表明这颗矮行星具有可变的富冰地壳,这也意味着谷神星星体密度差异很大。

在位于美国亚利桑那的行星科学研究所内,天文学家帕斯奎勒·崔卡里科分析了黎明号捕捉到的引力和形状数据。他们发现,在谷神星当前的赤道附近,有一层致密地壳,它可能驱动谷神星发生了重新定向——就像火星和地球可能发生过的那种。

研究人员还发现了一个古老的山脊,与谷神星现在的赤道成36度角。这个山脊或可以代表谷神星的原始赤道,由于其相对较厚的地壳,它可能在重新定向期间向外凸出来了。谷神星表面大型裂缝的分布也与研究者所提出的重新定向事件一致。这样的重新定向,将可以解释谷神星现在地表的一些裂缝和山脊的成因。

与此同时,它也表明了谷神星乃至大小形似的其他冰质天体,都可能具有复杂的演变历史。

未来仍是重要目标

这颗矮行星的历史正一点点被揭开。

就在上个月,美国亚利桑那大学研究人员发现,在过去的10亿年里,谷神星上平均每5000万年就有新的冰火山出现。其喷发到谷神星表面的结冰物数量是地球、月球、金星和火星上火山喷发的熔岩数量的百分之一到十万分之一。不过,与地球上标准的火山活动相比,谷神星上持续不断的火山活动并未对其表面造成同等程度的广泛影响。

而更早时间探测器发现的含有甲基和亚甲基的化合物,就是在谷神星一处名为列涅努忒(Ernutet)的火山口附近。

麦克·库佩斯认为,从原则上讲,生命仍可以存在于今天的谷神星上。

在任何情况下,搜索生命都是最有挑战性的。现在对谷神星历史的研究和推敲,同样是为了进一步分析这颗矮行星出现生命的可能性。在未来的一段时间内,这都将是天文学家们的重要工作,因为“如果矮行星真的存在生命,预计就在谷神星表面以下几公里处。”(科技日报北京10月10日电)

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