新的研究表明，矮行星谷神星是一个复杂而活跃的世界，与太阳系中的任何其他地方都不同。
美国宇航局绕谷神星运行的黎明号探测器的观测表明，最近过去，这颗矮行星上曾发生过“冰火山”喷发，谷神星的地壳是一种奇特的冰岩混合物，科学家们在今天（9月1日）在线发表在《科学》杂志上的一系列六项新研究中报告说，这种混合物以前从未被观察到过。
黎明号首席研究员、加州大学洛杉矶分校（UCLA）地球物理学和空间物理学教授克里斯·罗素告诉Space.com：“当我们到达谷神星时，我们预计会感到惊讶，而在许多方面我们确实感到惊讶。”[观看：谷神星上的冰火山]
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“谷神星在其内部历史中一直很活跃；内部一直在变化、演变，很像地球内部随着时间推移而变化，”罗素补充说，他是《科学》新论文之一的主要作者，也是其他五篇论文的合著者。“它处于较小的星和小行星和地球之间的过渡期，因为它会随着时间的推移而变化，并且从物质最初结合在一起的那一刻起就一直在变化。”
观察小行星带的女王
黎明号于 2007 年 9 月发射，执行一项耗资 4.67 亿美元的任务，研究火星和木星之间主要小行星带中最大的两个天体——直径 330 英里（530 公里）的原行星灶神星和直径约 590 英里（950 公里）的谷神星。
黎明号于 2011 年 7 月至 2012 年 9 月绕灶神星运行，之后探测器前往谷神星。该航天器于 2015 年 3 月到达这颗矮行星，在此过程中成为有史以来第一个在地球-月球系统之外绕两个不同天体运行的探测器。
科学家们已经对灶神星有所了解，这是基于对很久以前从该天体上炸开并以陨石形式坠落到地球上的岩石的分析。罗素说，黎明号的工作证实了人们的怀疑，即灶神星基本上是“冻结在时间里”。
他说：“它形成得很早，冷却得很快，一直是一个非常坚固的天体，受到撞击的撞击。”
谷神星更加神秘，因为没有陨石“家族”与这颗矮行星有关。但黎明号已经发现，正如六篇新的《科学》论文所显示的那样，谷神星与它的小行星带邻居完全不同。
一个活跃的世界
例如，谷神星的表面比灶神星的表面更加多样化和复杂，具有广泛的线性结构，由流动物质引起的瓣状特征以及一座 2.5 英里高（4 公里）的山（此外还有许多陨石坑）。
研究人员在一项新的研究中报告说，这座名为阿胡纳山的山体，类似于地球上火山活动形成的圆顶状山脉。黎明号团队成员表示，他们认为阿胡纳山确实是由火山形成的，但喷出的是冰冷的熔融冰，而不是热的液态岩。
研究人员——由美国宇航局戈达德太空飞行中心在马里兰州格林贝尔特的奥塔维亚诺·鲁施领导——表示，他们不确定谷神星的“低温岩浆”到底是由什么组成的，但他们认为它可能是氯盐和水冰的混合物。
此外，研究人员表示，阿胡纳山似乎相当年轻。对陨石坑计数的分析表明，这座山大约在过去 2 亿年中形成，研究团队成员表示。（像太阳系的其他部分一样，谷神星本身大约在 45.6 亿年前形成。）
在另一项新的研究中，由马里兰州劳雷尔市约翰霍普金斯大学应用物理实验室的德布拉·布奇科夫斯基领导的一个团队发现了其他圆顶状特征，这些特征似乎也是低温火山活动的产物（尽管并非所有活动都像导致阿胡纳山形成的活动那样最近）。布奇科夫斯基和她的同事们还得出结论，谷神星的一些线性特征可能代表着地下断层。
谷神星不会经历潮汐加热；它的内部永远不会被另一个天体强大的引力拉动而搅动和加热，因为谷神星永远不会离一颗巨行星足够近。因此，罗素说，驱动低温火山活动等这种地质活动的能量必须来自这颗矮行星的内部热量——主要是来自该天体很久以前形成时遗留下来的热量，以及放射性衰变过程的一些贡献。
他说：“谷神星正在冷却，但它尚未冷却下来。”
谷神星在这方面可能与冥王星相似，冥王星是另一颗直到最近仍然保持地质活动的矮行星。（另一方面，从土星卫星土卫二南极地区喷射出的强大的冰喷泉是由潮汐加热驱动的。）
天文学家根据谷神星的测量密度知道，这颗矮行星蕴藏着大量的水。多年来，一直有人猜测，谷神星上可能存在一个像土卫二上的地下海洋。
罗素说，如果谷神星曾经有过这样的海洋，它现在可能已经消失了。但他补充说，这颗矮行星可能仍然能够支持我们所知的生命。
“我们现在知道那里有水，而且内部有足够的热量可以使水以液态形式存在，”罗素说。“当然有水，或盐水，可以流过系统并到达地表。”[矮行星谷神星的新细节中看到的迷人特征（视频）]
谷神星奇特的地壳
在黎明号到达谷神星之前，大多数天文学家认为这颗矮行星的地壳主要由水冰组成。但另一项新的《科学》研究基于对谷神星众多陨石坑的详细分析，表明情况并非如此。
水冰相当柔软，至少与岩石相比。因此，如果谷神星有一个主要由冰组成的壳，那么这颗矮行星的陨石坑就会在相对较短的时间内“放松”或变平：大约 1000 万到 1 亿年，研究人员表示。但德国明斯特大学的研究负责人哈拉尔德·希辛格和他的同事们并没有发现预期的放松。
相反，罗素说，谷神星的陨石坑形态表明，这颗矮行星的地壳是一种奇怪的混合物，可能由 60% 的岩石和 40% 的冰组成。
他说：“这是我们以前从未见过的事情。”
“这对我们来说是一种新材料——如果用力撞击它，它会融化并流动，但你不需要将它加热到熔岩的温度，”罗素补充道。“我们有很多很多不同的区域，这些区域的材料在被陨石或类似性质的东西撞击后流过地表。”[在矮行星谷神星上进行一次迷幻之旅（视频）]
稀薄的大气层？
另一项新的研究，由罗素领导，表明谷神星可能拥有稀薄的大气层；研究人员写道，这种“外逸层”可以解释黎明号对太阳风与这颗矮行星相互作用的观测。
另一篇《科学》论文报告说，可能在名为奥克索的陨石坑底部探测到了水冰，很可能是由撞击或山体滑坡挖掘出来的。另一篇论文得出结论，谷神星的表面可能在过去的某个时候被水大幅改变，这是基于粘土矿物（仅在水中形成）的广泛分布得出的。
这两项研究分别由让-菲利普·孔布（华盛顿州温思罗普的熊战研究所）和埃莱奥诺拉·阿曼尼托（加州大学洛杉矶分校）领导。
（这些新论文没有过多涉及谷神星著名的亮点，黎明号团队成员最近报告说，这些亮点似乎主要由碳酸盐组成。）
更多发现即将到来
黎明号应该有助于天文学家在未来进一步完善他们对谷神星的理解；美国宇航局最近将该航天器的任务延长了两年。
在过去的八个月左右，黎明号一直在距离谷神星仅 240 英里（385 公里）的高度研究谷神星。但周五（9 月 2 日），探测器将开始螺旋式上升到一个更高的轨道，该轨道位于这颗矮行星表面上方 910 英里（1,460 公里）处。
美国宇航局官员表示，此举将使黎明号能够节省燃料。此外，罗素告诉 Space.com，黎明号应该能够从更远的轨道进行更有针对性的观测。
罗素说，在任务的剩余时间里，黎明号团队将仔细观察谷神星表面随时间的变化，以更好地了解这颗矮行星的地质活动和过程。
他补充说，该团队特别感兴趣的是更好地了解物质从谷神星地下到达地表的频率。
“我们知道谷神星内部有液体，”罗素说。“它是定期流出，还是只是以蒸汽的形式泄漏出来？或者是否有排放事件？”
几年前，谷神星上可能发生过一次外逸气体事件：2014年1月，研究人员报告称，欧洲的赫歇尔空间天文台探测到这颗矮行星周围存在一个短暂的水蒸气云。黎明号探测器没有直接探测水蒸气的能力，但罗素表示，该探测器可能通过间接方式发现羽流。
他说，赫歇尔的探测“表明，有时大气层比其他时候更浓密”。“我们很想能够检查一下这一点。”
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