新的研究表明，矮行星穀神星是一個複雜而活躍的世界，與太陽系中的任何其他地方都不同。
美國宇航局繞穀神星執行的黎明號探測器的觀測表明，最近過去，這顆矮行星上曾發生過“冰火山”噴發，穀神星的地殼是一種奇特的冰岩混合物，科學家們在今天（9月1日）線上發表在《科學》雜誌上的一系列六項新研究中報告說，這種混合物以前從未被觀察到過。
黎明號首席研究員、加州大學洛杉磯分校（UCLA）地球物理學和空間物理學教授克里斯·羅素告訴Space.com：“當我們到達穀神星時，我們預計會感到驚訝，而在許多方面我們確實感到驚訝。”[觀看：穀神星上的冰火山]
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“穀神星在其內部歷史中一直很活躍；內部一直在變化、演變，很像地球內部隨著時間推移而變化，”羅素補充說，他是《科學》新論文之一的主要作者，也是其他五篇論文的合著者。“它處於較小的星和小行星和地球之間的過渡期，因為它會隨著時間的推移而變化，並且從物質最初結合在一起的那一刻起就一直在變化。”
觀察小行星帶的女王
黎明號於 2007 年 9 月發射，執行一項耗資 4.67 億美元的任務，研究火星和木星之間主要小行星帶中最大的兩個天體——直徑 330 英里（530 公里）的原行星灶神星和直徑約 590 英里（950 公里）的穀神星。
黎明號於 2011 年 7 月至 2012 年 9 月繞灶神星執行，之後探測器前往穀神星。該航天器於 2015 年 3 月到達這顆矮行星，在此過程中成為有史以來第一個在地球-月球系統之外繞兩個不同天體執行的探測器。
科學家們已經對灶神星有所瞭解，這是基於對很久以前從該天體上炸開並以隕石形式墜落到地球上的岩石的分析。羅素說，黎明號的工作證實了人們的懷疑，即灶神星基本上是“凍結在時間裡”。
他說：“它形成得很早，冷卻得很快，一直是一個非常堅固的天體，受到撞擊的撞擊。”
穀神星更加神秘，因為沒有隕石“家族”與這顆矮行星有關。但黎明號已經發現，正如六篇新的《科學》論文所顯示的那樣，穀神星與它的小行星帶鄰居完全不同。
一個活躍的世界
例如，穀神星的表面比灶神星的表面更加多樣化和複雜，具有廣泛的線性結構，由流動物質引起的瓣狀特徵以及一座 2.5 英里高（4 公里）的山（此外還有許多隕石坑）。
研究人員在一項新的研究中報告說，這座名為阿胡納山的山體，類似於地球上火山活動形成的圓頂狀山脈。黎明號團隊成員表示，他們認為阿胡納山確實是由火山形成的，但噴出的是冰冷的熔融冰，而不是熱的液態巖。
研究人員——由美國宇航局戈達德太空飛行中心在馬里蘭州格林貝爾特的奧塔維亞諾·魯施領導——表示，他們不確定穀神星的“低溫岩漿”到底是由什麼組成的，但他們認為它可能是氯鹽和水冰的混合物。
此外，研究人員表示，阿胡納山似乎相當年輕。對隕石坑計數的分析表明，這座山大約在過去 2 億年中形成，研究團隊成員表示。（像太陽系的其他部分一樣，穀神星本身大約在 45.6 億年前形成。）
在另一項新的研究中，由馬里蘭州勞雷爾市約翰霍普金斯大學應用物理實驗室的德布拉·布奇科夫斯基領導的一個團隊發現了其他圓頂狀特徵，這些特徵似乎也是低溫火山活動的產物（儘管並非所有活動都像導致阿胡納山形成的活動那樣最近）。布奇科夫斯基和她的同事們還得出結論，穀神星的一些線性特徵可能代表著地下斷層。
穀神星不會經歷潮汐加熱；它的內部永遠不會被另一個天體強大的引力拉動而攪動和加熱，因為穀神星永遠不會離一顆巨行星足夠近。因此，羅素說，驅動低溫火山活動等這種地質活動的能量必須來自這顆矮行星的內部熱量——主要是來自該天體很久以前形成時遺留下來的熱量，以及放射性衰變過程的一些貢獻。
他說：“穀神星正在冷卻，但它尚未冷卻下來。”
穀神星在這方面可能與冥王星相似，冥王星是另一顆直到最近仍然保持地質活動的矮行星。（另一方面，從土星衛星土衛二南極地區噴射出的強大的冰噴泉是由潮汐加熱驅動的。）
天文學家根據穀神星的測量密度知道，這顆矮行星蘊藏著大量的水。多年來，一直有人猜測，穀神星上可能存在一個像土衛二上的地下海洋。
羅素說，如果穀神星曾經有過這樣的海洋，它現在可能已經消失了。但他補充說，這顆矮行星可能仍然能夠支援我們所知的生命。
“我們現在知道那裡有水，而且內部有足夠的熱量可以使水以液態形式存在，”羅素說。“當然有水，或鹽水，可以流過系統併到達地表。”[矮行星穀神星的新細節中看到的迷人特徵（影片）]
穀神星奇特的地殼
在黎明號到達穀神星之前，大多數天文學家認為這顆矮行星的地殼主要由水冰組成。但另一項新的《科學》研究基於對穀神星眾多隕石坑的詳細分析，表明情況並非如此。
水冰相當柔軟，至少與岩石相比。因此，如果穀神星有一個主要由冰組成的殼，那麼這顆矮行星的隕石坑就會在相對較短的時間內“放鬆”或變平：大約 1000 萬到 1 億年，研究人員表示。但德國明斯特大學的研究負責人哈拉爾德·希辛格和他的同事們並沒有發現預期的放鬆。
相反，羅素說，穀神星的隕石坑形態表明，這顆矮行星的地殼是一種奇怪的混合物，可能由 60% 的岩石和 40% 的冰組成。
他說：“這是我們以前從未見過的事情。”
“這對我們來說是一種新材料——如果用力撞擊它，它會融化並流動，但你不需要將它加熱到熔岩的溫度，”羅素補充道。“我們有很多很多不同的區域，這些區域的材料在被隕石或類似性質的東西撞擊後流過地表。”[在矮行星穀神星上進行一次迷幻之旅（影片）]
稀薄的大氣層？
另一項新的研究，由羅素領導，表明穀神星可能擁有稀薄的大氣層；研究人員寫道，這種“外逸層”可以解釋黎明號對太陽風與這顆矮行星相互作用的觀測。
另一篇《科學》論文報告說，可能在名為奧克索的隕石坑底部探測到了水冰，很可能是由撞擊或山體滑坡挖掘出來的。另一篇論文得出結論，穀神星的表面可能在過去的某個時候被水大幅改變，這是基於粘土礦物（僅在水中形成）的廣泛分佈得出的。
這兩項研究分別由讓-菲利普·孔布（華盛頓州溫思羅普的熊戰研究所）和埃萊奧諾拉·阿曼尼託（加州大學洛杉磯分校）領導。
（這些新論文沒有過多涉及穀神星著名的亮點，黎明號團隊成員最近報告說，這些亮點似乎主要由碳酸鹽組成。）
更多發現即將到來
黎明號應該有助於天文學家在未來進一步完善他們對穀神星的理解；美國宇航局最近將該航天器的任務延長了兩年。
在過去的八個月左右，黎明號一直在距離穀神星僅 240 英里（385 公里）的高度研究穀神星。但週五（9 月 2 日），探測器將開始螺旋式上升到一個更高的軌道，該軌道位於這顆矮行星表面上方 910 英里（1,460 公里）處。
美國宇航局官員表示，此舉將使黎明號能夠節省燃料。此外，羅素告訴 Space.com，黎明號應該能夠從更遠的軌道進行更有針對性的觀測。
羅素說，在任務的剩餘時間裡，黎明號團隊將仔細觀察穀神星表面隨時間的變化，以更好地瞭解這顆矮行星的地質活動和過程。
他補充說，該團隊特別感興趣的是更好地瞭解物質從穀神星地下到達地表的頻率。
“我們知道穀神星內部有液體，”羅素說。“它是定期流出，還是隻是以蒸汽的形式洩漏出來？或者是否有排放事件？”
幾年前，穀神星上可能發生過一次外逸氣體事件：2014年1月，研究人員報告稱，歐洲的赫歇爾空間天文臺探測到這顆矮行星周圍存在一個短暫的水蒸氣雲。黎明號探測器沒有直接探測水蒸氣的能力，但羅素表示，該探測器可能透過間接方式發現羽流。
他說，赫歇爾的探測“表明，有時大氣層比其他時候更濃密”。“我們很想能夠檢查一下這一點。”
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