2015年，美国宇航局的“黎明号”探测器发回了首批直接揭示谷神星表面存在神秘亮斑的图像。谷神星是火星和木星之间小行星带中最大的天体。科学家和公众都对这些行星状雀斑着迷。
现在，一组科学家正在使用地球上的望远镜研究谷神星上的斑点以及矮行星表面的其他变化。他们的研究结果似乎支持了以下观点：阳光可能会定期地将奥卡托陨石坑（斑点所在位置）中的冰转化为蒸汽。他们
但是，研究结果还表明，从冰到蒸汽的变化速度可能是不规则的，并且与谷神星的昼夜循环并不完全匹配。这些早期发现还表明，当“黎明号”探测器完成任务时，可以使用类似的观测来研究这颗矮行星。[视频：放大观察谷神星的奇怪亮斑]
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从地球研究谷神星
在“黎明号”探测器于2015年3月抵达谷神星之前，哈勃太空望远镜就研究过谷神星。但是谷神星太小、太暗、太遥远，即使是哈勃望远镜也无法提供岩石景观的高度详细图像。哈勃望远镜确实检测到亮斑所在的表面发生了变化，但只有“黎明号”才能提供那些精美的快照，并揭示亮斑很可能由水合硫酸镁（地球上称为泻盐）制成。
谷神星距离太远，地面望远镜无法像“黎明号”那样观察它。但是科学家们擅长克服这些障碍，并以间接的方式收集信息。
例如：新的研究表明，通过使用地面望远镜研究从谷神星表面反射的阳光，并将其与矮行星的自转速度进行比较，可以收集有关谷神星表面特征的信息。
这听起来可能有点复杂，但这种方法依赖于一个非常基本的物理原理，称为多普勒效应，它表明当波朝观察者移动时，它会被压缩，从而产生稍高的频率。当波远离观察者移动时，它会被拉伸，从而产生较低的频率。这就是为什么当救护车朝你驶来时，它的警笛声似乎具有更高的音调，而当警笛声远离你时，它的音调听起来更低。
当谷神星在其轴上旋转时，它的一侧朝向地球旋转，而另一侧则远离地球旋转。结果，从其表面反射的阳光会经历多普勒频移——在一侧，波被拉伸，而在另一侧，波被压缩。
光被压缩或拉伸的程度取决于谷神星的旋转速度（就像救护车的速度将决定警笛声的音调高低一样），这意味着测量多普勒频移可以揭示谷神星的旋转速度。
但是有一个问题：反射阳光频率的轻微变化也可能是由谷神星表面的变化引起的。经过一些非常细致的工作，一组科学家认为他们首次证明了这项技术可用于研究谷神星表面在“黎明号”退役后的日常变化。
谷神星表面的变化
这项新工作是使用位于智利拉西拉天文台的欧洲南方天文台（ESO）的 HARPS 仪器完成的。研究人员说，他们已经成功地证明了该技术可以准确地测量从谷神星表面及其亮斑反射的光中的多普勒频移。利用之前对谷神星速度的测量（通过其他方法），该团队表明它正在捕捉反射到表面的阳光量变化——这意味着，最有可能的是，谷神星的表面正在发生变化。
“结果令人惊讶，”新研究的合著者、意大利国家天体物理研究所卡塔尼亚天体物理天文台的副天文学家安东尼诺·兰扎在欧洲南方天文台的一份声明中说。“我们确实发现了谷神星自转引起的预期光谱变化，但夜复一夜还有相当大的其他变化。”
大约在兰扎和同事准备发表他们的工作的同时，另一组人发表了基于“黎明号”收集的数据的工作，表明在闪亮的亮斑中或附近的冰状物质很可能在受到阳光加热时直接转化为蒸汽，然后在斑点背对太阳时冷却回冰。通常，蒸汽反射阳光的方式与纯冰不同，并且表面材料相位的其他变化也可能导致反射亮度发生变化。因此，兰扎及其同事得出结论，新论文中报告的发现可能与使用“黎明号”数据进行的单独观测有关。
然而，该论文的作者警告说，这只是他们对其发现的解释，而不是一个确凿的结论。新研究的主要作者、INAF 的里雅斯特天文台的研究员保罗·莫拉罗在给 Space.com 的一封电子邮件中表示，目前他们只能确认他们已经检测到谷神星表面反射率的变化。他们还不能确定是什么原因造成的。而且，科学家需要“黎明号”的进一步观测，以查明这些蒸汽/冰循环是否真的在亮斑附近发生。
莫拉罗写道：“黎明号的照片更具信息量，他们有责任调查[这些]神秘斑点的性质。”“但是……我们的技术是一种新的技术，以前从未尝试过，因为它需要非常精确的测量。当太空任务结束时，我们的技术将非常有用。”
还需要注意的是，新发现并没有显示每次谷神星完整旋转时反射率的规律变化。结果表明，冻结和解冻可能需要不止一个昼夜循环才能完成，并且反射率的变化可能在几天甚至几个月内发生变化。
这项新工作表明，地面望远镜有可能“监控谷神星的日常活动，这种活动可以在[黎明号]任务结束后继续进行，”研究人员在新论文中表示。即使地面望远镜无法提供那些令人惊叹的照片，它也可能成为未来研究谷神星的宝贵工具。
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