黎明號探測器影像揭示穀神星上的“溜冰場”

研究人員稱,美國宇航局對矮行星的探測任務拍攝的最新照片中,亮點可能是水冰

矮行星穀神星上正在發生一些奇怪的事情,它寬950公里,是小行星帶中最大的天體。自從今年春天早些時候抵達穀神星附近以來,美國宇航局的黎明號探測器已經瞥見了點綴在表面上的神秘的、高反射率的亮點。目前還沒有人確切知道它們是什麼或它們是如何形成的。

黎明號定期拍攝照片,因為它逐漸螺旋下降到一個低海拔的“勘測”軌道,黎明號提供了對矮行星的慢動作放大,讓專家和普通人都能發揮想象力,試圖在低解析度影像中辨別結構和圖案。因此,出現了許多可能的亮點解釋,有些比其他更合理,而且這些想法隨著黎明號傳回的每個新景象而變化。這些亮點可能是從噴湧的間歇泉中湧出的含鹽蒸汽沉積的鹽,或者,不太可能,是水噴射的“低溫火山”的羽流。

現在,一些科學家在觀看了黎明號的最新影像後,認為這些亮點可能是水冰的反射。這些照片——從13500公里的高度拍攝,解析度為每畫素1.3公里——捕捉到了穀神星的完整旋轉。相對較高的解析度使研究人員能夠確定,某些亮點的亮度和平面度與冰的預期非常吻合。它還揭示了,在一個隕石坑中看起來是一兩個大的亮點,實際上是許多更小亮點的複合體。“隨著我們照片解析度的提高,最亮的點分裂成兩個點,現在我們可以看到隕石坑裡有一整片的微小點,”加州大學洛杉磯分校黎明號任務的首席研究員克里斯托弗·羅素說。“我們現在確信,光線可能是從表面反射回來的陽光,類似於我們期望從表面冰反射的光。”


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穀神星表面存在裸露的冰會令人驚訝,因為冰在矮行星的無空氣表面應該是不穩定的,它會從固體變成氣體並漂移到太空,而不是停留在那裡。然而,去年赫歇爾空間天文臺觀測到穀神星周圍稀薄的水蒸氣時,可能正是觀察到了這個過程。

行星科學研究所主任兼黎明號聯合研究員馬克·賽克斯說,如果這些亮點是水冰,那麼這些冰可能不是很純淨,否則“赫歇爾會在穀神星附近探測到更多的水蒸氣”。賽克斯推測,最大的亮點複合體,尚未命名但非正式地被稱為“大白斑”,可能主要是富含礦物質的水冰蒸發後留下的含鹽外殼。

但是,大白斑只是點綴在矮行星表面的眾多亮點中的一個集合,每個組都有顯著不同的特徵。一些靠近巨大的裂縫,這些裂縫幾乎延伸到穀神星的四分之一,另一些則與看起來像是噴射物質的明亮光線相連,這表明與彗星或小行星的古代或最近的震動世界的撞擊有關。

這些亮點“到處都是,大小不一,從大而亮到小而飄渺,”加州理工學院的天文學家兼行星科學家邁克·布朗說,他不是黎明號團隊的一員。“我最好的猜測是,在可見表面下方不遠的地方有一層冰,撞擊穿透了它。如果有一個液態層離下面不太遠,你把它穿透,讓它噴出,那會更有趣。一些斑點看起來有點像那樣——但我們仍然處於它們看起來像你想要的任何東西的地步!”布朗補充道:“由於我不在團隊中,不需要仔細斟酌我的話,我會說它是冰。還能是什麼呢?當然,最有趣的事情是證明我完全錯了。”

這種情況可能很快就會發生。黎明號正在繼續其軌道下降螺旋,當它在 6 月 6 日到達 4400 公里的高度時,將開始對穀神星的表面和地質進行更詳細的勘測。

“隨著解析度的不斷提高,我們會看到什麼?”羅素想知道。“我們因無法預測這裡正在發生的事情而感到謙卑……所以我們坐等更高解析度的資料出現,我們磨尖鉛筆,計算穀神星上可能的溜冰場產生水蒸氣的速度。”

Lee Billings is a science journalist specializing in astronomy, physics, planetary science, and spaceflight, and is a senior editor at 大眾科學. He is the author of a critically acclaimed book, Five Billion Years of Solitude: the Search for Life Among the Stars, which in 2014 won a Science Communication Award from the American Institute of Physics. In addition to his work for 大眾科學, Billings's writing has appeared in the New York Times, the Wall Street Journal, the Boston Globe, Wired, New Scientist, Popular Science, and many other publications. A dynamic public speaker, Billings has given invited talks for NASA's Jet Propulsion Laboratory and Google, and has served as M.C. for events held by National Geographic, the Breakthrough Prize Foundation, Pioneer Works, and various other organizations.

Billings joined 大眾科學 in 2014, and previously worked as a staff editor at SEED magazine. He holds a B.A. in journalism from the University of Minnesota.

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