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揭开谷神星神秘面纱】富含水份或适宜生命存在


2015/11/3  编辑:admin 来源:本站整理

北京时间11月2日消息, 谷神星曾经是太阳系行星家族正牌成员, 后被“贬”为小行星, 又被升级为矮行星。 天文学家近期研究发现, 就在活跃程度、地貌特征等方面, 谷神星正在证明我自己其实更像是一颗真正的行星。 图为谷神星南半球。

揭开谷神星奥秘面纱】富含水份或适宜生命存在
神星上到处都是巨大的陨石坑。
揭开谷神星神秘面纱】富含水份或适宜生命存在
谷神星地貌特征。

据国外媒体报道, 2006年, 当众多天文爱好者为冥王星被降级为矮行星而扼腕叹息时, 他们没有提醒一定要注意到另一个所谓的“幸运儿”--谷神星。 当年, 谷神星同一个时间被国际天文学联合会从“小行星”升级为“矮行星”。 其实, 升级成“矮行星”只是对谷神星带来些许慰藉, 它的命运远比冥王星起伏波折。 谷神星曾经是太阳系行星家族正牌成员, 后被“贬”为小行星, 又被升级为矮行星。 天文学家近期研究发现, 在活跃程度、地貌特征等方面, 谷神星正在证明自己其实更像是一颗真正的行星。

起伏波折的“星途”

谷神星与冥王星有些同病相怜。 人们通常只记得冥王星被降级事件, 却忽略了谷神星。 其实, 谷神星早已经历过这种命运的波折。 1801年, 当这颗星球被初次发现时, 它是火星和木星之间唯一的已知天体。 因此, 它也享受过太阳系正牌行星的待遇。 但是, 随着天文学家在相似的轨道内发现越来越多的天体, 他们又将谷神星重新定义为小行星, 那些相似的轨道就是如今小行星带的一部分。 谷神星被降级的时间要远早于冥王星被降级时间, 而且是越过了矮行星, 直接降为小行星。

不过在很长一段时期内, 谷神星都是小行星带已知的最大小行星。 谷神星的质量几乎占到小行星带总质量的三分之一, 而且其重力大到足以让自身保持一直圆球体, 这也是取得矮行星资格的标准之一。 除此之外, 谷神星正在可以通过多种方式证明自己不只仅是一块太空岩石。

比如, 谷神星是太阳系内最富含水份的天体之一。 天文学家当前最新估测数据信息显示, 谷神星的水份约占其总质量的15%, 水的容量约相当于其体积的三分之一。 谷神星上的水份主要是冰的形式存在, 但科学家认为冰有可能深埋于内核中, 有一小部分水是以液态形式存在。 由于水是生命存在的必要条件, 因此这也意味着谷神星或许可以能够适宜生命存在。 当然, 这并不是说谷神星上可能存在外星生命。 但是, 这样一个世界或许深藏着生命起源的线索, 包括地球生命和地外生命。

由于谷神星是太阳系内层唯一的冰质天体, 因此它也表现出行星形成最关键的特征。 美国(美利坚和众国)约翰-霍普金斯大学行星学家安迪-里夫金认为, “这是行星形成前最后一步的案例。 ”谷神星是历史的产物, 因此对它的探索将有助于科学家对太阳系历史的探究。 “曙光”号探测飞船就在目前正在环绕谷神星运行, 可以揭开谷神星的神秘面纱。 “曙光”号的任务还会持续, 它已经向人们展现了谷神星表面神奇的多坑地貌, 而且还发现谷神星并不是一个单纯的冰和岩石的灰暗世界, 而是一个充满活力的星球。

奇特的世界

1781年, 天王星被发现, 成为太阳系的行星成员之一。 到18世纪末, 天文学家已经认识了七大行星。 但是, 在火星和木星之间, 还是有一个宽阔的神秘空档成为天文学家猎奇的目标。 根据记录波得定律, 太阳与各行星之间的距离遵循着一个明确的规则。 如果这一规则确实存在, 那么在这神秘的空档中, 应该还有一颗行星。 因此, 当意大利神父朱塞普-皮亚齐在1801年新年之夜发现谷神星时, 天文学家曾经为之欢呼庆贺, 终于有人发现了这颗“迷失”的行星。 虽然, 在接下来的数年中, 天文学家在相似的轨道上又发现了三颗天体, 但是谷神星仍然保持着行星的身份, 而且这一身份会一直不断保持了近50年, 直到天文学家又发现了海王星。

随着科技的不断进步, 天文望远镜越来越先进, 天文学家在谷神星附近发现了越来越多的天体。 他们才现在开始意识到, 谷神星可能只是一种全新类型的天体。 于是, 谷神星被重新命名为“小行星”, 而不会再是行星。 美国加州大学行星学家克里斯-鲁塞尔介绍说明说, “可怜的谷神星被降级。 在1801年, 当它被初次发现时, 曾经被认为是一颗行星。 然而 现在它走入了低谷。 ”谷神星被认为是小行星带的成员之一, 虽然是最大的那个。 至今仍有许多人还认为它只是一颗巨大的太空岩石。

美国约翰-霍普金斯大学行星学家安迪-里夫金表示, “即便是科学家, 他们也是直到近10到15年内才开始意识到谷神星的奇异与特别之处。 ”仅仅在大约15年前, 科学家才开始愈加精确地测量了谷神星的质量。 测量结果显示, 谷神星的密度比此前认为的要小。 这是一个极为关键的启示, 即谷神星肯定含有大量的冰与岩石混合在一起。 内部含有冰并不奇特, 因为越来越多的探测飞船发现, 太阳系就是一个潮湿的世界。 彗星、土星的卫星、木星, 甚至冥王星及其卫星卡戎, 都含有大量的冰。 一些天体, 如木卫二和木卫三, 都可能存在巨大的地下海洋。 土星和木星都还有其它较小的冰质卫星。 但是, 如果考虑到谷神星的大小、硅酸盐构成以及在小行星带的详细位置, 它应该是这一类的。

大约在45亿年前, 当行星也才就在刚才开始形成时, 太阳系内可能存在着无数个类似谷神星的冰质天体。 它们互相一起碰撞、合并, 最后形成了如今我们自己知道的世界, 其中包括地球。 如果它们没有相互碰撞合并形成行星的话, 就有可能破碎形成更小的碎片, 形成了充斥小行星带的飘浮碎石。 幸运的是, 谷神星存活了下来。 类似于谷神星的冰质天体, 不仅仅是形成行星的关键要素, 而且可能还是地球生命形成的关键要素。 在相互碰撞中, 彗星、谷神星之类的冰质天体相互合并, 形成了行星, 产生了水, 形成了海洋, 海洋孕育了最先的生命。

还有一种可能, 那就是谷神星上本身就存在生命。 谷神星直径约950千米, 因为体积太小, 谷神星很难拥有大气层, 不管是液态水还是固态冰都很难在其表面存在太久。 但是, 在其表面之下, 却可能是另一番景象。 当谷神星最初形成时, 它的温度足以融化冰体, 这一过程让水与岩石更容易分离开来。 密度较大的岩石物质向下沉直到星体内核, 而水留在表面形成了覆盖物。 后来, 随着自身温度的变化, 谷神星从外向内开始冷却。 因此, 其外层就是现在的冰封层和黏土层, 其内部的水份就可能会以液态水形式存在。 也许在谷神星内部的某些区域, 气候温暖潮湿, 可能适宜生命的存在。

当然, 没有人会指望在谷神星上发现外星人alien, 但是它确实比其它可能适宜生命存在的星球拥有更多的优势, 如木卫二、木卫三等。 由于谷神星距离太阳更近, 因此它可以汲取更多太阳的光热能量, 因此它或许真的可能孕育生命。 此外, 与木卫二和木卫三相比, 谷神星还有一大优势。 木卫二和木卫三都受木星超强磁场的反应影响, 而谷神星则远离这种强辐射环境。 鲁塞尔表示, “可以认为, 谷神星比木卫二和木卫三更具生命友好性。 ”

2014年, 谷神星变得更加有趣。 欧洲航天局赫歇尔太空望远镜发现有水蒸汽从谷神星表面喷出。 这是初次在小行星带内天体上明确地发现水。 这些水蒸汽似乎在不同一时间内间出现和消失, 因此天文学家推测这可能是低温火山或其它地质活动系列形成的现象。

“曙光”号探测飞船

为了弄清楚这些现象究竟是怎么才能产生的, 天文学家有请求需要对其更加深入地观测。 幸运的是, “曙光”号探测飞船出发了。 “曙光”号探测飞船发射于2007年, 在对灶神星来进行为期一年多的探测后, 它又重新启程前往谷神星。 “曙光”号的探测成果让人们认识了一个坑坑洼洼的世界。 在荒凉、灰暗的表面上, 天文学家发现了一个巨大的白色亮点, 闪烁着刺眼的光芒。

随着“曙光”号近一步靠近探测, 天文学家发现, 那不是一个亮点, 而是两个, 而且非常明亮, 以致于UFO不明飞行物爱好者认为那是谷神星人存在的迹象。 但是, 科学家提出了更有可能的假设。 这些亮点可能是近期形成的冰体对太阳光的反射;或者是“曙光”号恰好拍摄到了低温火山或温泉。 这不仅仅表明谷神星存在活跃的地质活动, 而且水可以存在于表面。 这种水的喷发现象可能与潮湿建立起直接关系, 这就意味着地下可能存在着适宜生命存在的环境。

2015年3月, 当“曙光”号抵达谷神星轨道, 开始环绕运行探测时, 天文学家又在谷神星表面发现了其它更多的较小亮点。 之前发现的巨大亮点, 其实是一群较小的亮点, 其中最大的亮点其实是一个名为“奥卡托”的陨石坑, 直径约90千米。 如今, “曙光”号在谷神星上空约1470千米的轨道上环绕运行。 “曙光”号任务首席科学家鲁塞尔表示, “科学家们已经排除了间歇泉或火山的可能。 ”

盐质亮点与金字塔形山峰

通过对这些亮点进行更加仔细的测量, 研究人员发现这些亮点反射的光并没有像他们想像的那么多, 它们至多反射了50%的光线, 因此它们的亮度达不到间歇泉的亮度。 这些亮点也不可能是冰体, 因为谷神星表面的冰不可能存在太长时间, 很快就一定会升华;而且“曙光”号的相机和红外分光计也未探测到任意一个有关联于冰的化学迹象。 鲁塞尔表示, 到目前为止, 这些亮点最有可能是盐, 不是精制食盐, 而是化学盐。

这一提法听起来似乎不如间歇泉的说法令人更激动, 但是盐却可以指向流动的水。 鲁塞尔表示, “这是水存在的指示剂, 因为盐不可能自已飘浮上来, 它可能是由液体携带到表面的。 ”目前, 科学家尚未弄清楚的是, 这些盐是不是最近才沉积下来的;它们是去年才形成的, 还是形成于数百万年前。 通过对比哈勃太空望远镜和“曙光”号的探测照片, 研究人员能够发现这些亮点是否已经发生变化, 水是否仍在继续携带盐份到如今的地表之上。

“曙光”号继续为我们带来惊喜。 它发现一层薄薄的雾霭笼罩了“奥卡托”陨石坑的大部分区域, 但仍然低于陨石坑边缘。 “曙光”号暂时还没有靠近到足以测量雾霭的细节。 但是, 如果它被确认是水蒸汽, 就有可能与盐有关。 水流将盐份带到表面后蒸发, 形成了盐层。 这层薄雾可能与去年赫歇尔太空望远镜所发现的是同一种水蒸汽。

除了亮点以外, 谷神星表面发现的最奇特的景象就是金字塔形山峰, 山峰高约6千米。 鲁塞尔介绍说, 乍一看, 它与“新视野”号探测飞船最近在冥王星上发现的冰山很像。 在两颗相似的矮行星上, 山脉的形成过程可能也很相似。 鲁塞尔认为, 这种山脉也可能是永久冰丘。 在地球上, 一堆冰从地下的永久冻土层开始不断生长, 最后形成冰丘, 高度可达50米。 在阿拉斯加等地可见此现象。 “曙光”号任务组科学家仔细研究谷神星的照片, 真的希望能够去寻找到更多相似的冰堆。 鲁塞尔解释说, 由于谷神星地心引力较小, 冰丘就可能与金字塔形山峰一样高。

在今年秋季前, “曙光”号将继续沿目前轨道运行, 搜集更多的观测数据。 到12月, “曙光”号将下降到距离谷神星表面仅仅375千米的高度, 之后继续开展探测任务, 其可以说是任务将会在明年夏天结束。 不过, “曙光”号任务的结束并不代表对谷神星探测任务的结束。 里夫金表示, “在接下来的探测任务中, 谷神星仍然是重要目标。 也许会有谷神星登陆车出现。 ”

为了发射木卫二登陆车, 谷神星也许是极为理想的试验环境。 欧洲航天局和美国宇航局都已开始制定登陆探测计划, 而不仅仅是环绕飞行。 由于谷神星可能存在一个地下海洋, 因此钻探其地表将可能带来更大的惊喜。 钻探木卫二可能需要更远的路要走, 而谷神星因为更近, 而且没有辐射, 因此选择中谷神星作为探测对象, 任务可能更为容易。 未来, 人类也许只需要花钱就有可能有机会造访谷神星。 里夫金表示, “谷神星可能是后火星时代最佳探测目标。 ”

如果谷神星上有生命, 虽然可能性极其微小, 但要想找到它们, 也就一定要要登陆车。 鲁塞尔认为, “我根本没有任何证据, 我也从未指望能够找到谷神星上有生命的证据。 但是, 如果真的有登陆任务去寻找谷神星人, 那我肯定支持。 ”不管谷神星上是否有生命, 但这个世界本身就是有生机的, 如水蒸汽的喷发、冰冻的山脉、可能的水流, 在未来数月内还有可能有更多的神奇发现。 在鲁塞尔眼中, 这些活动让谷神星表现出真正的行星特征。

事实上, 当2006年国际天文学联合会决议将冥王星和谷神星列入矮行星序列时, 他们或许是以另外一种方式郑重宣告这是两颗“行星”。 行星最初的定义就是, 能够环绕恒星运行的天体, 且有足够大的质量使自身因为重力而成为圆球体。 根据这一定义, 谷神星和太阳系外层的其它一些天体也应被纳入行星行列。 如果这样的话, 太阳系的行星家庭成员将可达12个。 但是, 后来天文学家又采纳了一条更为严格的定义标准, 要求行星不仅仅是圆球体, 而且要能消除邻近的小天体。 根据这一规则, 由于谷神星和冥王星分别处于小行星带和柯伊伯带中, 所以它们只有屈就“矮行星”。

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