在广袤无垠的宇宙画卷中,太阳系如同一座神秘的花园,而散布其中的每一颗天体,都仿佛是这花园中绽放的独特花朵,各自散发着迷人的光辉。今天,我们的探索之旅将引领大家走近一颗特别引人注目的“小花”——谷神星。
谷神星,这颗位于火星与木星之间小行星带的“大块头”,不仅是太阳系中最小的矮行星,也是小行星带里唯一获此殊荣的天体。它的发现历程颇为曲折,早在1801年,意大利天文学家朱塞佩·皮亚齐在夜空中偶然捕捉到了它的身影。起初,人们一度将其视为行星,但随着更多天体的陆续发现,其身份也经历了多次变更,直至2006年,谷神星才正式被界定为矮行星。
谷神星之所以备受瞩目,很大程度上得益于其表面那些神秘的亮斑。2015年,美国宇航局的“黎明”号探测器成功抵达谷神星轨道,为我们带来了前所未有的高清影像。在这些影像中,谷神星表面布满了陨石坑,而在一些陨石坑内,有两个异常明亮的斑点格外抢眼,宛如黑暗画布上的璀璨明珠。随着“黎明”号不断传回更高清晰度的图像,科学家们惊讶地发现,谷神星上类似的亮斑竟多达130余个,且大多与撞击坑有着千丝万缕的联系。
那么,这些亮斑究竟是何方神圣呢?科学家们起初也是困惑不已,纷纷提出了各种猜测,有人认为可能是水,也有人推测是其他种类的盐。然而,由于缺乏关键波长的观测数据,亮斑的矿物质成分一直未能得到明确认定。但科学家们并未因此气馁,经过数年的潜心研究,终于迎来了曙光——这些亮斑极有可能是盐矿!
2015年12月,一项发表在《自然》杂志上的研究成果揭示了亮斑的真面目。通过对“黎明”号探测器所拍摄的大量照片进行详细分析,研究团队对谷神星表面的亮斑进行了系统编目。光谱测量结果显示,这些亮斑区域很可能由水合硫酸镁构成。在最大的亮斑所在地——奥卡托陨石坑底部,科学家们发现这里被一层明亮的物质所覆盖,并伴有水冰升华产生的雾霾,这些雾霾遵循着昼夜节律,在陨石坑中时隐时现。
随后的研究进一步揭开了亮斑的神秘面纱。2016年6月,两篇发表在《自然》及《自然—地球科学》杂志上的论文对“黎明”号收集的数据进行了全新解读。研究指出,奥卡托撞击坑底部的明亮物质是由大量碳酸钠混合一种深色成分,以及少量层状硅酸盐和碳酸铵或氯化铵组成。这些化学成分是通过水介反应,在奥卡托撞击坑形成后,从谷神星内部被输送到表面的。
2020年8月,意大利国家天体物理研究所团队的一项新发现再次刷新了我们对谷神星亮斑的认识。他们在奥卡托环形山中央最大的明亮区域中心发现了水合氯盐。由于这些盐脱水速度极快,这意味着卤水可能仍在不断涌出,从而暗示着谷神星内部可能仍含有盐水层。
那么,为何亮斑被确认为盐矿就能推测出谷神星地下存在盐水层呢?这背后蕴含着严谨的科学逻辑。谷神星表面温度较低,水冰直接暴露在太阳辐射下会迅速升华。而这些盐矿的存在表明,有某种地质过程在不断将物质从谷神星内部输送到表面。例如,奥卡托陨石坑和奥希奥陨石坑上空出现的薄雾,便是太阳光加热冰体表面导致冰升华,并夹杂着尘埃与冰粒升腾而成的。这表明,在谷神星地下,存在着能够持续提供冰和盐分的源头,而最有可能的就是地下盐水层。当陨石撞击形成陨石坑时,打通了地下与表面的通道,使得地下盐水层中的盐水得以涌到表面。在低温环境下,水分逐渐升华,留下了盐分,从而形成了我们所见的亮斑。
谷神星亮斑被确认为盐矿,并暗示其地下存在盐水层,这一发现无疑具有重大意义。它不仅让我们对谷神星的地质演化有了全新的认识,更为研究太阳系早期历史提供了宝贵的线索。在这片神秘的天地间,或许还隐藏着更多关于生命起源和宇宙奥秘的惊喜,等待着我们去揭开其神秘的面纱。
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