大揭秘:谷神星的白色亮斑是盐,而不是冰或者外星人
想象一下:在谷神星被发现之后接近两百多年的时间里,即使用更为强力的望远镜,最多也只能观测到谷神星上单一的;亮斑。随着望远镜和视宁度的改善,以及哈勃望远镜和数码CCD相机的出现,在距离地球最近时,这个亮斑变成一个大约17像素宽的模糊体。作为小行星带最大的天体,谷神星被认为与其他同样大小的天体拥有类似的性质,即核心由岩石物质构成,内部可能还混有一些冰和其他的地下挥发性物质。
因此,当我们最后跟随着美国国家航空航天局(NASA)的“曙光号”,看到谷神星上其中一个陨石坑中如下图所示的景象,可以想象我们会有多惊讶:

图片来源:“保护莫纳克亚”的INS账号(图片分享社交应用)

图片来源:美国国家航空航天局/加州理工学院喷气推进实验室/加州大学洛杉矶分校/芯源信息系统有限公司/德国宇航中心/国际开发协会,摘自自然出版集团出版社的Ye频道。

真奇怪!在陨石坑的底部——一个光线好、完全在阳光下的陨石坑中——似乎藏着一些明亮的物质,而且远比谷神星表面上其他的位置还要明亮。一时间,关于它的各种猜测甚嚣尘上:
它可能是水-冰或者其他冰冻的物质,可它们在阳光下没有沸腾或升华吗?
会不会是一些奇怪的结晶物,类似盐之类的?
又或者,它甚至可能是居住在陨坑底部拥有自发光文明的外星人?

通过观察陨坑夜以继日的旋转轨迹,最后可以很轻易的被排除其他选项,以此来判断它是否真的是自发光,还是仅仅只是反射光。

图片来源:美国国家航空航天局/加州理工学院喷气推进实验室/加州大学洛杉矶分校/芯源信息系统有限公司/德国宇航中心/国际开发协会,整合修改自E.西格尔
毫不意外,并不是外星人。我们所看到的只是表面上反射了约40%阳光的一块区域,这与谷神星表面其他颜色较深的区域形成了鲜明的对比,后者仅反射约9%的光。
不幸的是,仅凭可见光图像是无法查明其成分的。这需要通过“曙光号”航天器上其他仪器传回的数据做进一步的分析,才能确定该物质的化学成分。

图片来源:美国国家航空航天局/加州理工学院喷气推进实验室/加州大学洛杉矶分校/芯源信息系统有限公司/德国宇航中心/国际开发协会,来自《自然》第528期(2015年),第237-230页,作者A.纳图斯。
图片来源:美国国家航空航天局/加州理工学院喷气推进实验室/加州大学洛杉矶分校/芯源信息系统有限公司/德国宇航中心/国际开发协会,来自《自然》第528卷(2015年),第237-230页,作者A.纳图斯。
上述提及的大家所看到覆盖在谷神星各个区域的蓝色“雾”,实际上是水,更具体的说,是水在气相和固相之间转变时一种过渡的雾。不过你会注意到,蓝色雾最明亮的地方在奥卡托环形山的内部和周围:也就是陨坑所包含的这些神秘的亮斑。
但这些亮斑本身并不是水-冰!

图片来源:美国国家航空航天局/加州理工学院喷气推进实验室/加州大学洛杉矶分校/芯源信息系统有限公司/德国宇航中心/国际开发协会,来自《自然》第528期(2015年),第237-230页,作者A.纳图斯。
相反,水蒸气在夜间没有太阳照射时会冷却下来,下沉入陨坑,并向下流至最低点。水溶性物质(如盐)会被水带入陨坑底部,在那里冻成冰晶。
而当谷神星这处区域再次面向太阳时,这些冰与阳光相遇,会升华成气相,在陨坑底部留下盐沼。

图片来源:美国国家航空航天局/加州理工学院喷气推进实验室/加州大学洛杉矶分校/芯源信息系统有限公司/德国宇航中心/国际开发协会,来自《自然》第528期(2015年),第237-230页,作者A.纳图斯。
谷神星上可能有水流,其表面上会有液态水存在,至少是暂时存在过。在谷神星外围的低大气压下,这似乎不太可能,但盐的存在会大大改变液态水存在的压力范围。到目前为止,尚未分析出究竟是哪种盐,但据推测,罪魁祸首极有可能是硫酸镁。再过数月,来自“曙光号”多种工具组合成的数据应该会给我们提供该问题的答案。
现在我们知道了故事的这部分,接下来还有两大问题。

图源:美国国家航空航天局/加州理工学院喷气推进实验室/加州大学洛杉矶分校/芯源信息系统有限公司/德国宇航中心/国际开发协会,欧克索陨石坑。
其一当然是谷神星上第二亮的斑点:欧克索陨石坑的边缘,如上图所示。此处的盐会是同一种吗?它是否与位于奥卡托陨坑底部的沉积物是通过一样的过程被带到那里的?
其二,这些水-冰来源于何处?它一定是来自太阳系冰冻线之外,而谷神星则在冰冻线的里侧。不过经历了这么长的时间,谷神星任何水-冰都将是在很久以前就消失了,而不会产生活跃的雾。
再加上对于这种盐性质的疑问,陨击成坑的过程揭示了它的什么,为什么它还没有重新出现呢,所以还有很多东西需要学习。但是最大的谜团——这些亮斑的性质——已经得到解决:它们是反光的盐晶体。其余问题还有待发现。
注:
视宁度:指望远镜显示图像的清晰度
CCD:电荷耦合原件,是一种半导体器件,能够将光学影像转化为数字信号,其光效率可达70%(传统软片仅有2%)。而且CCD能使固定式的望远镜发挥有如带追踪望远镜的功能。方法是让CCD上电荷读取和移动的方向与天体运行方向一致,速度也同步,以CCD导星不仅能使望远镜有效纠正追踪误差,还能使望远镜记录到比原来更大的视场。
冰冻线:距离太阳中心大约4个天文单位,谷神星远日点2.978天文单位,近日点2.5586天文单位。
作者: startswithabang
FY: 簪花小甜豆
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