NASA的黎明航天器将谷神星的临时大气与太阳活动联系起来

该动画显示矮人谷神星上覆盖着氢浓度，氢浓度是由NASA黎明航天器上的伽马射线和中子探测器（GRaND）仪器获得的数据确定的。氢在灰泥的上部院子（或米）中，灰泥是谷神星上的疏松表面物质。色标以水当量单位给出氢含量，假定所有氢均以H2O形式存在。蓝色表示在极点附近氢含量较高的地方，而红色表示在较低纬度处氢含量较低的地方。实际上，一些氢以水冰的形式存在，而一部分氢则以水合矿物质的形式存在（例如蛇纹石族矿物中的OH）。颜色信息叠加在阴影浮雕贴图上以供上下文使用。

美国国家航空航天局（NASA）的黎明航天器（Dawn Spacecraft）的新观测结果揭示了谷神星表面的氢含量，并将临时大气与太阳活动联系起来。

天文学家长期以来一直认为谷神星可能是一个非常脆弱的短暂大气，但是关于它的起源以及为什么它并不总是存在的谜团仍然存在。现在，新的研究表明，这种暂时的气氛似乎与太阳的行为有关，而不是谷神星与太阳的接近程度。这项研究是由美国宇航局（NASA）的Dawn任务的科学家及其同事进行的，他们先前使用其他天文台在谷神星处发现了水蒸气。

“我们认为谷神星的瞬时大气的发生是太阳活动的产物，”发表在《天体物理学杂志快报》上的这项新研究的主要作者，加州大学洛杉矶分校的研究员迈克尔拉·比利亚雷尔说。

谷神星是位于火星和木星之间的小行星带中最大的物体。当来自太阳的高能粒子撞击矮行星表面附近的裸露冰和冰时，它会在碰撞时将能量转移到水分子上。这样可以将水分子从地面释放出来，使其逃逸并形成一个微弱的气氛，这种气氛可能持续一周左右。

“我们的研究结果也对太阳系其他无空气，富含水的物体产生了影响，包括月球的极地地区和一些小行星，”黎明任务的首席研究员克里斯·罗素说。“当太阳活动爆发时，也可能从其表面释放出大气。”

在Dawn于2015年到达谷神星的轨道之前，某些天文台在某些时间发现了大气层的证据，但其他时候并未发现，这表明这是暂时现象。1991年，国际紫外线探测器（International Ultraviolet Explorer）卫星检测到谷神星（Ceres）的羟基发射，但1990年没有。然后，在2007年，欧洲南方天文台的甚大望远镜搜寻了氢氧化物，但空了一下。欧洲航天局的赫歇尔太空天文台三度在Ceres可能的薄弱大气层或“大气层”中检测到水，但没有第四次尝试。

该动画将谷神星的go石与巨型小行星维斯塔的氢含量进行了比较，维斯塔于2011年至2012年绕轨道飞行。这些数据表明，维斯塔（Vesta）是一个干燥得多的世界，其重排石中氢的百分比要低得多。这两个地图都是从GRaND获取的数据生成的。

当Dawn在2015年3月开始对谷神星进行彻底研究时，科学家发现了冰形式水的充足证据。该航天器的伽马射线和中子探测器（GRaND）发现，最上面的表面富含氢，这与大范围的水冰是一致的。2016年发表在《科学》杂志上的一项研究发现，在温度较低的高纬度地区，这种冰更接近地表。直接在名为Oxo的明亮小陨石坑和北半球一直处于阴影中的至少一个陨石坑中检测到冰。其他研究表明，阴影持续不断的陨石坑很可能藏有冰块。此外，陨石坑的形状和其他特征与地壳中大量冰水含量是一致的。

由于有大量冰的证据，因此许多科学家认为，谷神星的外层形成过程类似于彗星，尽管它们的大小要小得多。在该模型中，谷神星离太阳越近，由于冰在表面附近或表面升华，释放出的水蒸气也更多。

但这项新研究表明，类似彗星的行为可能无法解释探测到的和未探测到的薄弱气氛的混合体。

比利亚雷亚尔说：“升华可能已经存在，但我们认为它的重要性不足以产生我们所看到的外层空间。”

Villarreal及其同事表明，过去对瞬态大气的探测与来自太阳的高能质子浓度较高相吻合。未检测到这些颗粒的浓度较低。更重要的是，对谷神星大气的最佳检测并不是在最接近太阳的地方进行的。这表明太阳活动，而不是谷神星与太阳的接近，是产生太阳系外层的一个更重要的因素。

该研究始于Chris Russell领导的2016年科学研究。使用GRaND数据进行的研究表明，在2015年的六天内，谷神星将电子从太阳风中加速到非常高的能量。

谷神星在其轨道上目前离太阳越来越近。但是现在太阳处于特别安静的时期，预计将持续数年。由于研究结果表明谷神星的系外层与太阳活动有关，因此研究作者预测，矮行星在一段时间内将几乎没有大气层。但是，他们建议其他天文台监测Ceres的未来排放量。

黎明号目前正在执行其任务，并在高度椭圆形的轨道上研究谷神星。工程师正在将航天器操纵到不同的轨道平面上，以便可以以新的几何形状查看谷神星。主要的科学目标是测量宇宙射线，以帮助确定哪些化学元素位于谷神星表面附近。作为奖励，4月下旬，当航天器处于约12,300英里（20,000公里）的高度时，太阳将直接在黎明之后。谷神星将比以前更明亮，并且可能揭示出有关其组成和历史的更多秘密。

出版物：M. N. Villarreal等人，“ Cerean太阳系外层对太阳高能粒子事件的依赖性”，ApJL，2017年； doi：10.3847 / 2041-8213 / aa66cd