谷神星 (太阳系天体)

谷神星(Ceres)距离地球2.5亿英里,在火星和木星轨道之间,是小行星带中最大的星体,也是人类发现的第一颗小行星。1801年由意大利天文学家皮亚齐发现,直径约1000公里,等于月球直径的1/4,质量约为月球的1/50,又被称为1号小行星。谷神星目前被归为“类地矮行星”。

1天体简介

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谷神星由意大利人皮亚齐于180111日发现。其平均直径为952公里,是太阳系小行星带中最大最重的天体。谷神星4.6个地球年才绕太阳公转一周。

地球所在的太阳系有四颗类地行星:水星、金星、地球和火星,和一颗类地矮行星——谷神星。

矮行星或称“侏儒行星”,体积介于行星和小行星之间,围绕太阳运转,质量足以克服固体引力以达到流体静力平衡(近于圆球)形状,没有清空所在轨道上的其他天体,同时不是卫星。

类地行星的构造都很相似:中央是一个以铁为主,且大部分为金属的核心,围绕在周围的是以硅酸盐为主的地幔。类地行星有峡谷、撞击坑、山脉和火山。类地行星的大气层都是再生大气层,有别于类木行星直接来自于太阳星云的原生大气层。

2神话传说

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据统计,太阳系中约有50万颗小行星和行星一样绕着太阳公转,目前已登记在册的超过8000颗。它们大多体积很小,最早发现的四大小行星是谷神星(Ceres)、智神星(Pallas)、婚神星(Juno)和灶神星(Vesta)。谷神星是其中最大的一颗,通常被称作『伟大的母亲』。这种称呼,就是来自那些遥远的罗马神话。

谷神星,神话中的农神得墨忒耳,得墨忒耳是希腊奥林珀斯十二主神之一,同时还守护金牛座,罗马名字是刻瑞斯。她是宙斯的姐姐,掌管着农业的女神,给予大地生机,教授人类耕种,她也是正义女神。她与宙斯生下女儿珀耳塞福涅,珀耳塞福涅后来被得墨忒耳的哥哥哈迪斯抢去做了冥后。因为失去女儿,她无心过问耕耘,令大地失去生机,直至宙斯出面,才令她们母女可以重逢,大地才得以重生。因为,每年的冬天就是她与女儿团聚的日子,所以,她放下工作陪伴女儿,令这段时间不宜耕作。因而,在一年四季中的冬季里,人们都不耕耘而是在合家团聚。

3神秘亮斑

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20151210日发表在英国《自然》杂志上的天文学论文称,矮行星谷神星的神秘亮斑的矿物质成分可能是水合硫酸镁,并认为这颗矮行星可能是在太阳系外围形成的。

美国国家航空航天局“黎明”号探测器自从20153月开始围绕谷神星考察,发现了其上有众多亮斑。大多数科学家假定它们的成分是水或其他种类的盐,但因为没有观测到某些关键的波长,一直对其矿物质缺乏明确的认定。

此次,德国马克斯·普朗克太阳系研究所安德鲁·那修斯和他的研究团队,使用“黎明”号探测器上的帧式照相机记录的数据,对谷神星表面做出详细的观察。他们编目了谷神星表面的130个亮斑。这些白色的“补丁”大多与撞击坑相连,与谷神星主要表面如沥青样的暗色相比,这些“补丁”更加明亮,就像混凝土中镶嵌了一些海冰。光谱测量表明,这些亮斑区域很有可能是由水合硫酸镁组成。

研究人员报告说,最大的亮斑Occator位于陨石坑“刻瑞斯”的底部,成分应该就是典型的水合硫酸镁。这一区域被明亮的物质覆盖着,表现出水冰升华带来的雾霾,其可能由冰粒或者尘粒组成,在陨石坑中遵循着昼夜节律出现和消失。这些结果意味着,谷神星是主小行星带中第一个确定的表现出彗星般升华活动的较大星体,这些结果也再次支持了太阳系中小行星和彗星的成分和含冰量是处于一个连续谱上的观点。

与那修斯团队论文同时发表于《自然》杂志的另一篇文章指出,谷神星表面特定矿物成分的确定,表明这颗矮行星可能是在太阳系外围形成的。

意大利国家天文物理研究所的研究团队使用“黎明”号上的光学/红外成像摄谱仪,获取了光谱在0.4微米到5微米之间的新数据。数据显示,一类特定的矿物成分——层状硅酸铵盐在这颗矮行星的表面上广泛存在。该研究结果表示,氨很有可能在谷神星形成时就与谷神星的黏土发生反应,以有机物质或者冰的形式被吸收进了谷神星。

4发现

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冰火山是由冰构成且喷出水而非岩浆的山脉。尽管冰火山可能在冥王星上存在,并且在土卫六上也有存在的迹象,但这种高4千米的奇特山脉在小行星带最大天体——谷神星上是真实存在的。利用美国宇航局“黎明号”探测器开展研究的科学家在日前发表于《科学》杂志的一篇文章里介绍了这一发现。

其附近地表缺少陨石坑表明了最近地质历史中的一次喷发——大约在2亿年以内。研究人员认为,盐帮助降低了冰(位于更加温暖的地下深处)的熔点,从而使卤水作为一种冰岩浆向上喷出。他们还表示,位于这颗矮行星另一端的陨击盆地,即一个被称为Kerwan的280公里宽区域,可能将冲击波发送到整个谷神星并由此触发了喷发事件。

与此同时,一起打包发表的其他论文提到了谷神星上水的存在。这已被从远处观察这颗矮行星的“黎明号”团队和天文学家报道过。在对小行星带第二大天体——灶神星进行探索后,“黎明号”于2015年开始绕谷神星运行。第二篇文章发现了需要水的黏土矿物存在的广泛证据。

另一篇文章则发现,尽管谷神星上到处都是由众多小型火山口构成的“伤疤”,但它缺少大的陨击盆地。研究人员认为,这表明谷神星上存在由岩石和冰的混合物构成并且创造了小型火山口的上地壳。同时,它是由更下面的黏性更强的冰地幔支撑的。这使得最大的陨击盆地随着时间的流逝逐渐松弛,就像弹性橡皮泥恢复到最初的形状。

对谷神星进行的科学探索将是“黎明号”最后的努力。此项任务的领导者曾想让该探测器利用其离子推进器访问另一颗小行星,但在对持续中的行星探测任务进行评审后,该想法遭到拒绝。

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谷神星 图册

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  • 更新时间:2016-09-08
  • 创建者:海蓉
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