谜团已揭开：NASA的谷神星黎明航天器特写镜头揭示了矮行星上神秘明亮区域的起源

将Occator Crater的图像（以假彩色显示）拼凑在一起，以创建此动画视图。

来自NASA最近的Dawn任务的数据回答了两个长期未解决的问题：谷神星内部有液体吗？矮行星在多年前就处于地质活跃状态？

美国国家航空航天局（NASA）的Dawn航天器为科学家提供了矮星谷神星的非凡特写视图，谷神星位于火星与木星之间的主要小行星带。到2018年10月任务结束时，轨道器已经下降到地面不到22英里（35公里），揭示了谷神星神秘神秘明亮区域的清晰细节。

科学家得出结论，明亮的区域是主要由碳酸钠（钠，碳和氧的化合物）组成的沉积物。它们可能来自渗透至表面并蒸发的液体，留下了高度反射的盐皮。但是他们尚未确定液体的来源。

通过分析任务结束时收集的数据，黎明科学家得出结论，该液体来自深层盐水或富含盐分的水。通过研究谷神星的引力，科学家们进一步了解了矮行星的内部结构，并能够确定盐水储层深约25英里（40公里），宽数百英里。

谷神星不能从与大行星的引力相互作用中产生的内部热量中受益，这是外部太阳系的一些冰冷卫星的情况。但是这项新的研究集中在谷神星的57英里（合92公里）宽的Occator Crater上（该谷地是最广阔的明亮区域的所在地），证实了谷神星和其他冰冷的身体一样，是一个水源丰富的世界。

这张马赛克图片使用假色突出了最近暴露的盐水或咸液，这些盐水是从谷神星地壳下的深层储层中推上来的。在Occator Crater区域的视图中，它们显得偏红。

这项发现还揭示了Occator Crater地质活动的程度，该发现出现在2020年8月10日由《自然天文学》，《自然地球科学》和《自然通讯》发表的特别论文中。

美国国家航空航天局位于南加州的喷气推进实验室的任务负责人马克·雷曼说：“黎明完成了非凡的外星探险，其成就远远超出了我们的期望。”“这些漫长而富有成效的任务结束后，这些令人兴奋的新发现是对这位杰出的行星际探险家的美好贡献。”

解决光明之谜

在Dawn在2015年到达谷神星之前很久，科学家已经注意到用望远镜散射出明亮的区域，但是它们的性质是未知的。黎明号从其近距离的轨道上捕获了Occator陨石坑内两个截然不同的高反射区域的图像，这些区域后来被命名为Cerealia Facula和Vinalia Faculae。（“光斑”是指明亮的区域。）

Ceres的Occator Crater的镶嵌图由NASA在2018年第二次扩展任务中捕获的黎明任务的图像组成。大约2000万年前形成火山口后，Occator富含水的地板冻结时释放出的咸味液体形成了明亮的坑和土墩（前景）。

科学家们知道，微陨石经常会在谷神星的表面上滑落，使其粗糙化并留下碎屑。随着时间的流逝，这种动作会使这些明亮的区域变暗。因此，它们的亮度表明它们可能还很年轻。2017年至2018年，黎明的最后一次扩展任务主要是试图了解这些地区的来龙去脉，以及如何对这些材料进行更新。

研究不仅证实了明亮的地区还很年轻-大约不到200万岁。它还发现驱动这些矿床的地质活动可能正在进行。这一结论取决于科学家做出的一项重要发现：盐类化合物（与水和氯化铵化学键合的氯化钠）集中在Cerealia Facula中。

在谷神星的表面上，含盐的水在数百年内迅速脱水。但是Dawn的测量结果表明它们仍然有水，因此流体一定是最近才到达地表的。这既证明了在Occator Crater火山口区域下方是否存在液体，也证明了物质从深处内部不断转移到地面的证据。

科学家发现了两个主要途径，使液体可以到达表面。Dawn首席研究员Carol Raymond说：“对于Cerealia Facula的大型矿床，大部分盐是从表面下方的一个泥泞区域供应的，该泥泞的区域由于形成火山口的撞击热而融化了。” 。“冲击热在几百万年后消失了；但是，这种冲击还造成了大的裂缝，这些裂缝可能到达深层，长寿命的储层，使盐水继续渗入地表。”

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在我们的太阳系中，冰冷的地质活动主要发生在冰冷的卫星上，这是由它们与行星的引力相互作用所驱动的。但是，盐水流向谷神星表面的情况并非如此，这暗示着其他非卫星的大型富含冰的物体也可能活跃。

Occator Crater中最近有液体的一些证据来自明亮的沉积物，但其他线索来自各种各样有趣的圆锥形山丘，让人联想到地球的坪斯山脉-由冰冻的加压地下水在极地地区形成的小冰山。这些特征已经在火星上发现，但是在谷神星上发现它们标志着它们首次在矮行星上被观测到。

更大范围内，科学家们能够绘制出谷神星地壳结构密度随深度的变化图，这是富含冰的行星体的首次发现。他们通过重力测量发现，谷神星的地壳密度随深度而显着增加，远远超出了简单的压力作用。研究人员推断，与此同时，谷神星的储层正在冻结，盐和泥浆也被纳入了地壳的下部。

得益于其高效的离子推进系统，黎明是迄今为止唯一绕过两个地球外目的地-谷神星和巨型小行星维斯塔轨道飞行器的航天器。当Dawn使用最后一种关键燃料肼来控制其方向的系统时，既无法指向地球进行通讯，也无法将其太阳能电池阵列指向太阳以产生电能。由于发现谷神星的表面含有有机物质，并且地下存在液体，因此行星保护规则要求将曙光放置在长时间的轨道上，以防止数十年内撞击矮行星。

参考：

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由CA Raymond，AI Ermakov，JC Castillo-Rogez，S。Marchi，BC Johnson，MA Hesse，JEC Scully，DL Buczkowski，HG Sizemore，PM Schenk，A。撰写的“在矮行星谷神星上以冲击驱动的深地壳盐水动员”。 Nathues，RS Park，TH Prettyman，LC Quick，JT Keane，MD Rayman和CT Russell，2020年8月10日，自然天文学。DOI：
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JEC Scully，PM Schenk，JC Castillo-Rogez，DL Buczkowski，DA Williams，JH Pasckert，KD Duarte，VN Romero，LC Quick，“ MM Sori，ME Landis，CA Raymond，A.Neesemann，BE Schmidt，HG Sizemore和CT Russell，2020年8月10日，Nature Communications.DOI：
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JPL是加利福尼亚州帕萨迪纳市Caltech的一个分支，负责管理美国国家航空航天局（NASA）在华盛顿的科学任务部的黎明任务。Dawn是该局“探索计划”的一个项目，该计划由位于阿拉巴马州汉茨维尔的NASA马歇尔太空飞行中心负责管理。JPL负责总体黎明任务科学。弗吉尼亚州杜勒斯市的诺斯罗普·格鲁曼公司设计并制造了该航天器。德国航空航天中心，马克斯·普朗克太阳能系统研究所，意大利航天局和意大利国家天体物理研究所是任务组的国际合作伙伴。