自从美国宇航局的黎明号探测器于 2015 年 3 月抵达矮行星谷神星以来，科学家们一直在争论黎明号在这颗漆黑的世界表面上发现的 130 多个奇怪的亮点。大多数都位于陨石坑中，包括最大和最亮的斑点，它们位于奥卡托陨石坑内，这个陨石坑宽 90 公里，据估计相对年轻，不到 8000 万年。
这些斑点是埋藏的冰层的暴露表面，还是喷发的间歇泉或低温火山，还是撞击谷神星的空间岩石的破碎残骸——还是完全不同的东西？研究人员的最佳猜测持续了几个月，随着黎明号不断螺旋式下降到离矮行星表面更近的地方，每次黎明号提供的更清晰的图像都会发生变化。
去年年底，黎明号的科学家们使用初步的光谱测量最终确定，闪亮的、充满冰的硫酸镁盐沉积物是奥卡托亮斑最可能的解释。阳光照射到沉积物上，可以通过覆盖由汽化的冰产生的光晕层来增强其亮度。但这些结论仍然是初步的，取决于黎明号收集到更确凿的数据。
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现在，在周三发表的一项研究中，黎明号的科学家们再次改变了他们对奥卡托斑点的性质以及对谷神星的影响的看法。根据黎明号下降过程中拍摄的更高质量的光谱观测，罗马国家天体物理研究所的玛丽亚·克里斯蒂娜·德·桑克蒂斯和她的几位同事在《自然》杂志上报告说，奥卡托的斑点不是由硫酸镁制成的，而是由一种非常不同的盐——碳酸钠制成的。“[钠]碳酸盐的丰度需要在盐水形式的液态水中，”德·桑克蒂斯说。“如果你认为谷神星位于太阳系的所谓‘宜居带’中，那里有液态水可以维持我们所知的生命，这一点尤其令人感兴趣。如果谷神星的地下在不久的过去蕴藏着液态水，那么它今天可能仍然蕴藏着液态水。”
来自外太阳系的盐味
亚利桑那州立大学的米哈伊尔·佐洛托夫为这项研究撰写了随附评论，他认为，新的发现使奥卡托的斑点——以及谷神星上的其他亮斑——不再那么神秘。“要了解奥卡托，就必须了解其他地方的斑点。它们有点像黄石公园的老忠实间歇泉。”
佐洛托夫说，这些斑点仅限于撞击坑，因为它们可能是在撞击加热地下并从稀少的地下冰或水合矿物中释放出盐水或蒸汽形成的。盐水通过裂缝或多孔岩石向上流动，并在接近真空暴露的表面沸腾，喷射出冻结的含盐液滴。水会升华消失，留下闪亮的、富含盐的残留物。除了通过其热量产生新的盐沉积物外，撞击还可能揭露出旧的盐沉积物，挖掘出在旧陨石坑内地质时期积累的大量盐层。
谷神星上碳酸钠的存在也增加了越来越多的间接证据，表明这颗矮行星可能形成于远离它目前所处内太阳系外缘的地方。除地球以外，科学家们发现碳酸钠显着迹象的唯一其他地方是土星冰冷的卫星土卫二内部喷出的羽流中。去年，德·桑克蒂斯和同事们宣布，他们可能在谷神星上光谱探测到了富含氨的粘土——由高挥发性原材料形成的化合物，这些化合物不容易承受内太阳系炙热的阳光照射，而是最常在系统寒冷的外围天体上发现。德·桑克蒂斯说，在谷神星上存在这种物质也可能意味着这个世界在被一颗经过的行星或卫星的强烈引力相互作用抛入内太阳系之前，不知何故在那里形成。或者，来自外太阳系的富含氮冰和氨的碎片可能在很久以前谷神星诞生于内太阳系后降落在谷神星上。
下面是什么？
多年来，两种相互竞争的理论一直是科学家们研究这颗矮行星的对立端点，这颗矮行星的直径约为 900 公里，相对较轻。一种理论假设谷神星的内部非常湿润，其低密度是由于包围岩石核的厚冰层造成的，这可能是由于早期世界历史上埋藏的液态海洋冻结造成的。佐洛托夫在 2009 年详细介绍的另一种理论认为，谷神星相对干燥，其轻量级状态仅仅是由于它是不分化的多孔岩石块。
这两种情景都与谷神星的亮斑相容；从深处涌向地表的盐水只需要极少的水分即可产生。但关于这场辩论的竞争可能性仍然存在重大影响。作为火星和木星之间最可能的水和其他挥发性化合物储集层，谷神星可能会被证明是未来人类向太阳系扩张的重要绿洲。但是，这两种理论对地外生命的前景截然不同——一个更干燥、更惰性的谷神星会将“可居住性”的定义比一个拥有冰冻、充满盐的海的世界更接近临界点。
然而，从根本上说，这颗矮行星是太阳系早期历史的遗迹，是一块相当大的原行星物质碎片，不知何故逃脱了并入更大的世界，反而成为已知最大的小行星带成员，小行星带延伸在火星和木星的轨道之间。更深入地了解其成分、结构和历史，或许是科学家们最接近了解其他早已消失的构成地球和太阳系其他行星的组成部分的机会。
与此同时，周三在《自然地球科学》杂志上发表的第二项独立研究表明，“干燥的谷神星”模型更接近事实，该研究基于的结果表明，这颗矮行星地下上部几公里处缺乏水冰。利用从黎明号图像构建的数字地形图，由美国地质调查局亚利桑那大学天体地质中心的迈克尔·布兰德领导的一个研究小组确定，谷神星大型陨石坑的形态排除了富含冰的地下。在谷神星上，以冰为主的陨石坑会在数百万年和数十亿年的时间里改变形状，随着底层冰的松弛和流动，它们的坑底会变平，边缘会变软。布兰德说，谷神星陨石坑的深而锋利的凹陷表明，水冰平均仅占地下体积的 30% 到 40%——甚至可能更少。
“看来我的预测是正确的，我很遗憾地说，”佐洛托夫说。“我认为现在的数据支持谷神星是一个未分化的天体，基本上是一块多孔岩石——一个非常大但又很典型的小行星，没有任何像冰地幔海洋这样的奇异的东西。”
布兰德并不完全同意。他说，谷神星可能仍然是小行星带中最富含冰的天体，并且仍然有很多秘密。“许多人坚持谷神星富含水的想法，因为它更有趣一点，但现实并不总是像我们的期望那样令人兴奋，”他说。“这个世界可能既不像[佐洛托夫]所暗示的那样完全干燥，也不像它的竞争模型那样潮湿。这是一个复杂得多的地方，介于这两个极端之间。”
随着黎明号团队发表黎明号探测器对谷神星的持续观测的更多结果，更多的确定性——或者至少是另一种思维方式的改变——可能很快就会到来。黎明号计划在 2017 年继续其研究，直到其资金或维持稳定轨道的能力衰减，尽管据报道，美国宇航局也在考虑是否可以将这艘坚固的飞行器送往另一颗小行星（在它遇到谷神星之前，它曾绕行过灶神星），然后最终结束其任务。