美國宇航局航天器的新觀測表明，巨大小行星灶神星是一顆來自太陽系早期的、飽受撞擊的原行星，它擁有其他太空岩石所不具備的獨特特徵組合。
科學家們曾認為，灶神星是火星和木星之間小行星帶中第二大的天體，很可能在太陽系誕生後不久就開始了行星形成之路。 美國宇航局的黎明號探測器收集的資料現已證實了這一猜測，研究人員在今天（5月10日）出版的《科學》雜誌上發表的一系列研究中宣佈了這一結果。
美國宇航局噴氣推進實驗室的黎明號副首席研究員卡羅爾·雷蒙德今天告訴記者：“我們現在知道，灶神星是太陽系早期唯一倖存的完整、分層的行星構造單元。”
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研究人員補充說，像灶神星這樣的其他天體，很可能在很久以前就被併入了成熟的行星，或者被碰撞摧毀了。[照片：黎明號探測器拍攝的灶神星]
一些驚喜
“那些研究墜落到地球上的隕石（許多來自灶神星）的人，已經提出了關於太陽系演化和灶神星應該由什麼構成的理論，”加州大學洛杉磯分校的黎明號首席研究員克里斯·羅素說，他是六篇新的《科學》論文之一的第一作者。
羅素透過電子郵件告訴SPACE.com：“他們非常、非常正確。這很好，因為我們現在可以使用該模型來更多地瞭解太陽系。”
但黎明號也帶來了一些令人驚訝的新結果。例如，灶神星南極巨大的雷亞西爾維亞盆地，顯然是在大約10億年前的一次巨大撞擊中形成的——遠遠晚於太陽系充滿碰撞的“射擊場”階段被認為結束的時間。
科羅拉多州博爾德市西南研究所的新論文作者之一西蒙娜·馬爾基在一份宣告中說：“雷亞西爾維亞盆地的年齡約為10億年，這出乎意料地年輕。這一結果對我們理解灶神星的演化、它的小行星家族以及內主小行星帶的整體情況具有重要意義。”
“我們才剛剛開始探索灶神星的秘密，我相信很快就會出現其他有趣的結果，”馬爾基補充說。
原行星灶神星
灶神星的直徑約為330英里（530公里），寬度與美國亞利桑那州大致相當。在主小行星帶中，只有矮行星穀神星比它大。
耗資4.66億美元的黎明號航天器於2011年7月抵達這顆巨大小行星，以幫助解開它的許多秘密。研究人員表示，該探測器的主要任務之一是確定灶神星是否確實是一顆長期倖存的原行星——一個來自太陽系最初幾百萬年的天體，其中許多天體後來合併形成了像地球和火星這樣的岩石行星。
科學家們主要是透過研究墜落的鈣長輝長無球隕石（或HED）隕石來獲得這個想法的，這些隕石被認為來自灶神星。黎明號的新結果有力地支援了原行星的說法——首先，它證實了灶神星確實是 HED 隕石的母體。
此外，這顆巨大小行星不僅僅是一些均勻的岩石塊。相反，現在已知它是一個分化的物體，擁有一個寬約137英里（220公里）的鐵核。研究人員表示，這可能足夠大，曾經維持像產生地球磁場一樣的發電機。
該團隊部分是透過仔細跟蹤黎明號在太空中的運動，然後使用此資訊以前所未有的精度計算灶神星的質量、密度和引力來算出灶神星核心的尺寸。[影片：灶神星3D飛越]
其他黎明號資料也支援了灶神星的原行星地位。例如，它的表面成分暗示著複雜的地質歷史，這與類地行星而非其他小行星更為相似，研究人員說。而且，灶神星擁有與之前在小行星上看到的任何東西不同的顏色變化，進一步表明這個巨大的物體很特別。
休斯頓月球與行星研究所的新研究作者之一保羅·申克說：“我們現在知道，灶神星足夠大，可以擁有自身的內部地質演化過程，而不僅僅是一塊飽受撞擊的岩石。”
兩次巨大的（且最近的）撞擊
在過去的漫長歲月中，灶神星的表面佈滿了無數次撞擊形成的隕石坑。黎明號的觀測使科學家們能夠透過計算這些隕石坑，並注意有多少撞擊特徵覆蓋了其他特徵，來重建原行星的撞擊歷史。
研究人員發現，灶神星的北部和南部之間存在巨大差異。北部保留了這顆小行星最早的一些撞擊記錄，而南部則在最近發生的兩次巨大碰撞中被“重置”了。
其中一次撞擊發生在大約20億年前，形成了一個名為維內內亞的249英里寬（400公里）的盆地。但是，維內內亞盆地在大約10億年前被另一次撞擊幾乎完全摧毀，這次撞擊形成了314英里（505公里）的雷亞西爾維亞隕石坑。
申克透過電子郵件告訴SPACE.com：“這個盆地至少抹去了表面的一半，並搞亂了其餘的大部分。”
羅素說，雷亞西爾維亞撞擊還在灶神星赤道周圍形成了奇怪的圓形槽，並抬高了一個比珠穆朗瑪峰高出兩倍以上的中央山峰。它還挖掘出大約250,000立方英里（104萬立方公里）的物質，其中大部分被炸入太空。
位於亞利桑那州圖森行星科學研究所的黎明號科學家大衛·奧布萊恩說：“25萬立方英里足以將大峽谷填滿約一千倍。所以這是一個非常大的物質體積。”
申克說，這兩個巨大的隕石坑很可能是由寬度在25到36英里（40到60公里）之間的小行星造成的。而且，這兩次撞擊似乎都發生得出奇地晚，比推測的後期重轟炸結束的時間晚了幾十億年，而後期重轟炸在地球的月球和其他太陽系天體上炸出了許多隕石坑。
未來有更多發現
新結果基於黎明號在灶神星停留初期收集的資料。研究人員表示，該航天器將繼續研究這顆原行星，直到8月26日，因此我們應該期待該任務的更多發現。
羅素說：“我們尚未報告在低海拔地區進行的高解析度測量結果。我們將像月球上的水搜尋一樣，搜尋水。”
此外，迄今為止，灶神星的最北部一直處於陰影中，因此黎明號一直無法研究該原行星的大片區域。但這很快就會改變。
羅素說：“陽光正在灶神星上向北移動，我們很快就會看到北極地區。那裡可能會有什麼來補充我們在南部看到的東西呢？”
當黎明號在灶神星結束工作後，它將開始漫長的旅程前往矮行星穀神星，其寬度與德克薩斯州大致相當。該探測器計劃於2015年2月到達“小行星帶的女王”，並開始全新一輪的發現。
羅素說：“我們預計穀神星將是一個比灶神星潮溼得多的世界。”但是，他補充說，“我們這裡沒有隕石來幫助我們。一切都將是一個驚喜。”
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