小行星可能看起来干燥而贫瘠,但太阳系最大的小行星——谷神星——却富含水分,NASA 的黎明号探测器已经发现。
“它简直在渗水,”位于亚利桑那州图森市的行星科学研究所的核工程师托马斯·普雷蒂曼说。他领导了建造黎明号探测器上中子计数仪器的团队,该仪器于 12 月 15 日在《科学》杂志1上报告了其发现。
今天,这些水要么以冰的形式冻结,填充在谷神星深处的孔隙空间中,要么锁定在表面的水合矿物中。但数十亿年前,在谷神星历史的早期,太阳系形成遗留的热量可能使小行星内部保持温暖。这使得水能够翻腾和流动,有助于将谷神星分离成岩石和冰层。
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美国国家航空航天局喷气推进实验室(位于加利福尼亚州帕萨迪纳)的行星科学家卡罗尔·雷蒙德在 12 月 15 日于旧金山举行的美国地球物理联合会会议上说:“我们知道水和岩石已经分离并在一段时间内相互作用。”
这项发现增加了人们对谷神星作为活跃的、潮湿的世界的认识,这突破了行星定义的界限。今天,它拥有4 公里高的冰火山和与冰和岩石混合的盐的亮点。
谷神星直径 940 公里,体积如此之大,以至于它包含了小行星带中大约三分之一的质量——并且在技术上既是小行星又是矮行星。研究人员根据其估计的密度、通过研究从其表面水合矿物反射的光线以及因为他们发现有水似乎从中蒸发出来,知道谷神星富含水。但在黎明号于 2015 年 3 月抵达之前,他们并不确切知道那里有多少水。
氢含量高低
该探测器通过计算宇宙射线轰击谷神星时反射出的伽马射线和中子来研究化学元素。普雷蒂曼的团队生成了一张谷神星氢的地图,氢出现在水冰和水合矿物中。
氢含量在中高纬度地区最为丰富,其中最高浓度——高达 30% 的水——存在于北极。普雷蒂曼说,在赤道附近,冰冻的水可能已经升华到太空,使谷神星的表面干燥。那里的宇航员必须向下挖掘约 1 米才能找到冻结的水,而在北极,访客“只需一划就能找到冰层”,他说。
谷神星的潮湿与灶神星形成鲜明对比,灶神星是黎明号在 2011-12 年访问过的干燥得多的小行星。普雷蒂曼说,平均而言,谷神星的氢含量比灶神星高 100 多倍。
第二篇论文于 12 月 15 日发表在《自然天文学》杂志上,展示了其他冰冻水可能存在的位置2。由德国哥廷根马克斯·普朗克太阳系研究所的托马斯·普拉茨领导的团队研究了谷神星上 634 个始终处于黑暗中的陨石坑。其中十个陨石坑的底部有明亮区域,其中一个陨石坑的光谱研究发现它由水冰组成。
该团队表示,与月球和水星类似,无空气的谷神星显然设法在其表面黑暗区域捕获冰冻水。
本文经许可转载,并于 2016 年 12 月 15 日首次发表。