自從美國宇航局的黎明號探測器於 2015 年 3 月抵達矮行星穀神星以來，科學家們一直在爭論黎明號在這顆漆黑的世界表面上發現的 130 多個奇怪的亮點。大多數都位於隕石坑中，包括最大和最亮的斑點，它們位於奧卡託隕石坑內，這個隕石坑寬 90 公里，據估計相對年輕，不到 8000 萬年。
這些斑點是埋藏的冰層的暴露表面，還是噴發的間歇泉或低溫火山，還是撞擊穀神星的空間岩石的破碎殘骸——還是完全不同的東西？研究人員的最佳猜測持續了幾個月，隨著黎明號不斷螺旋式下降到離矮行星表面更近的地方，每次黎明號提供的更清晰的影像都會發生變化。
去年年底，黎明號的科學家們使用初步的光譜測量最終確定，閃亮的、充滿冰的硫酸鎂鹽沉積物是奧卡託亮斑最可能的解釋。陽光照射到沉積物上，可以透過覆蓋由汽化的冰產生的光暈層來增強其亮度。但這些結論仍然是初步的，取決於黎明號收集到更確鑿的資料。
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現在，在週三發表的一項研究中，黎明號的科學家們再次改變了他們對奧卡託斑點的性質以及對穀神星的影響的看法。根據黎明號下降過程中拍攝的更高質量的光譜觀測，羅馬國家天體物理研究所的瑪麗亞·克里斯蒂娜·德·桑克蒂斯和她的幾位同事在《自然》雜誌上報告說，奧卡託的斑點不是由硫酸鎂製成的，而是由一種非常不同的鹽——碳酸鈉製成的。“[鈉]碳酸鹽的丰度需要在鹽水形式的液態水中，”德·桑克蒂斯說。“如果你認為穀神星位於太陽系的所謂‘宜居帶’中，那裡有液態水可以維持我們所知的生命，這一點尤其令人感興趣。如果穀神星的地下在不久的過去蘊藏著液態水，那麼它今天可能仍然蘊藏著液態水。”
來自外太陽系的鹽味
亞利桑那州立大學的米哈伊爾·佐洛托夫為這項研究撰寫了隨附評論，他認為，新的發現使奧卡託的斑點——以及穀神星上的其他亮斑——不再那麼神秘。“要了解奧卡託，就必須瞭解其他地方的斑點。它們有點像黃石公園的老忠實間歇泉。”
佐洛托夫說，這些斑點僅限於撞擊坑，因為它們可能是在撞擊加熱地下並從稀少的地下冰或水合礦物中釋放出鹽水或蒸汽形成的。鹽水透過裂縫或多孔岩石向上流動，並在接近真空暴露的表面沸騰，噴射出凍結的含鹽液滴。水會升華消失，留下閃亮的、富含鹽的殘留物。除了透過其熱量產生新的鹽沉積物外，撞擊還可能揭露出舊的鹽沉積物，挖掘出在舊隕石坑內地質時期積累的大量鹽層。
穀神星上碳酸鈉的存在也增加了越來越多的間接證據，表明這顆矮行星可能形成於遠離它目前所處內太陽系外緣的地方。除地球以外，科學家們發現碳酸鈉顯著跡象的唯一其他地方是土星冰冷的衛星土衛二內部噴出的羽流中。去年，德·桑克蒂斯和同事們宣佈，他們可能在穀神星上光譜探測到了富含氨的粘土——由高揮發性原材料形成的化合物，這些化合物不容易承受內太陽系炙熱的陽光照射，而是最常在系統寒冷的外圍天體上發現。德·桑克蒂斯說，在穀神星上存在這種物質也可能意味著這個世界在被一顆經過的行星或衛星的強烈引力相互作用拋入內太陽系之前，不知何故在那裡形成。或者，來自外太陽系的富含氮冰和氨的碎片可能在很久以前穀神星誕生於內太陽系後降落在穀神星上。
下面是什麼？
多年來，兩種相互競爭的理論一直是科學家們研究這顆矮行星的對立端點，這顆矮行星的直徑約為 900 公里，相對較輕。一種理論假設穀神星的內部非常溼潤，其低密度是由於包圍巖石核的厚冰層造成的，這可能是由於早期世界歷史上埋藏的液態海洋凍結造成的。佐洛托夫在 2009 年詳細介紹的另一種理論認為，穀神星相對乾燥，其輕量級狀態僅僅是由於它是不分化的多孔岩石塊。
這兩種情景都與穀神星的亮斑相容；從深處湧向地表的鹽水只需要極少的水分即可產生。但關於這場辯論的競爭可能性仍然存在重大影響。作為火星和木星之間最可能的水和其他揮發性化合物儲集層，穀神星可能會被證明是未來人類向太陽系擴張的重要綠洲。但是，這兩種理論對地外生命的前景截然不同——一個更乾燥、更惰性的穀神星會將“可居住性”的定義比一個擁有冰凍、充滿鹽的海的世界更接近臨界點。
然而，從根本上說，這顆矮行星是太陽系早期歷史的遺蹟，是一塊相當大的原行星物質碎片，不知何故逃脫了併入更大的世界，反而成為已知最大的小行星帶成員，小行星帶延伸在火星和木星的軌道之間。更深入地瞭解其成分、結構和歷史，或許是科學家們最接近了解其他早已消失的構成地球和太陽系其他行星的組成部分的機會。
與此同時，週三在《自然地球科學》雜誌上發表的第二項獨立研究表明，“乾燥的穀神星”模型更接近事實，該研究基於的結果表明，這顆矮行星地下上部幾公里處缺乏水冰。利用從黎明號影像構建的數字地形圖，由美國地質調查局亞利桑那大學天體地質中心的邁克爾·布蘭德領導的一個研究小組確定，穀神星大型隕石坑的形態排除了富含冰的地下。在穀神星上，以冰為主的隕石坑會在數百萬年和數十億年的時間裡改變形狀，隨著底層冰的鬆弛和流動，它們的坑底會變平，邊緣會變軟。布蘭德說，穀神星隕石坑的深而鋒利的凹陷表明，水冰平均僅佔地下體積的 30% 到 40%——甚至可能更少。
“看來我的預測是正確的，我很遺憾地說，”佐洛托夫說。“我認為現在的資料支援穀神星是一個未分化的天體，基本上是一塊多孔岩石——一個非常大但又很典型的小行星，沒有任何像冰地幔海洋這樣的奇異的東西。”
布蘭德並不完全同意。他說，穀神星可能仍然是小行星帶中最富含冰的天體，並且仍然有很多秘密。“許多人堅持穀神星富含水的想法，因為它更有趣一點，但現實並不總是像我們的期望那樣令人興奮，”他說。“這個世界可能既不像[佐洛托夫]所暗示的那樣完全乾燥，也不像它的競爭模型那樣潮溼。這是一個複雜得多的地方，介於這兩個極端之間。”
隨著黎明號團隊發表黎明號探測器對穀神星的持續觀測的更多結果，更多的確定性——或者至少是另一種思維方式的改變——可能很快就會到來。黎明號計劃在 2017 年繼續其研究，直到其資金或維持穩定軌道的能力衰減，儘管據報道，美國宇航局也在考慮是否可以將這艘堅固的飛行器送往另一顆小行星（在它遇到穀神星之前，它曾繞行過灶神星），然後最終結束其任務。