做你自己的矮人行星探索,在实验室中创造了小的Ceres
Dwarf Planet Ceres在这些假色渲染中显示,其突出了表面材料的差异。来自NASA的黎明航天器的图像用于创建CERES旋转的电影,然后是TINGATIOR CRATER的天桥视图,CERES最亮的区域。
Ceres,Mars和Jupiter之间的矮球,是一个神秘和异国情调的世界,具有复杂的历史和最近的地质活动。由于科学家们目前不能访问或带回样本,因此他们正试图在地球上制作一点点的Ceres。
我们对NASA黎明航天器的CERES了解了很多关于CERES,该公司在2018年10月耗尽燃料之前探讨了矮星期三年半。它的数据给了Ceres表面上下方和下方的材料的线索,这有助于科学家们追溯了矮星的历史,现在正在发生这种情况。
在美国和欧洲的实验室中,科学家一直在使用黎明的调查结果来创造实验,让他们进一步探索这些材料。他们不仅要淘汰特定物质弥补了CER'表面,还要如何随着时间的推移和不同条件而变化。这对Ceres的演变和活动有很大的影响,包括涉及水的过程。
“黎明揭示了新的流程,要求进一步调查CERES'的组成,历史和活动,”黎明项目科学家朱莉卡斯蒂略-Cogez表示,位于加利福尼亚州帕萨迪纳帕萨迪纳的喷气机推进实验室。“虽然使命结束了,我们正在继续我们在实验室的宇宙飞船的冒险。”
在亮的一边
除了大约100,000张像地球世界的世界博物馆和CERES的照片外,黎明还提供了有关这些世界的表面如何用名为VIR的乐器反映阳光的有价值的数据,这是对可见光和红外光的光谱仪。(光谱仪测定材料如何反射和吸收光线,产生称为“光谱”的化学指纹,识别表面上存在的矿物质。)
来自Vir仪器的主要分析结果是Ceres上的明亮材料,在表面上的数百个位点和最突出的大型陨石坑中最突出的atterator,主要由称为碳酸钠的物质制成。它是水热环境中地球上发现的一种盐。黎明科学家认为,一颗大液体可能会从Ceres'内部施加,并将这种盐送到表面上。这令人惊讶,因为碳酸钠的形成需要大量的水与岩石相互作用。除了CERES外,碳酸钠已经发现,在土星的月球Enceladus上发现,它在冰冷的壳下面有海洋。
意大利国家天体物理学研究所和法国大学的Grenoble Alpes研究人员已经检查了碳酸钠的不同化合物反射红外线。被认为与Ceres上最明亮的特征相匹配的化合物,称为CEREALIA FOPULA,是一种称为Natrite的碳酸钠。在纯粹的形式下,这种物质看起来很白色,如糖。
弗吉尼亚大学的科学家发现碳酸钠,Na2CO3,在暴露于X射线时使碳酸钠变暗。学分:UVA / G. Rodriguez Lopez
实验室实验表明,碳酸钠的光谱 - 其光反射“指纹” - 在高温下看起来不同于低温。Dawn的Ceres观察最密切地与Minus 40华氏度(减去40摄氏度)的实验室结果相匹配,这表明这是对CERES最亮区域的温度的良好估计。
“尝试在实验室中重现在Ceres上学的实验室里非常酷,因为当我们开始制作这些混合物和测量时,我们了解这些材料如何工作,”凯莉娅克里斯蒂纳德圣斯蒂斯(校长)说黎明的Vir仪器和共同作者的调查员在2017年研究中向伊卡斯杂志报告了这些结果。
另外,弗吉尼亚大学的研究小组一直在寻找Ceres样温度,压力和辐射水平的碳酸钠的稳定性。Catherine Dukes及其同事拥有烧烤烤架真空室,可在各种“空间环境”条件下观察不同的材料。虽然不可能在数十亿年观察真正的CERES,但这些实验室实验通过在一天内的CERES经验将材料暴露于更高水平的辐射。这使科学家能够看到明亮的斑点如何在长期内响应太阳的辐射,这有助于估计他们的年龄。
科学家发现,在像Ceres这样的无气环境中,没有水的碳酸钠在其分子中稳定,但响应辐射很快变暗。“你可以看到你的眼睛变暗,”Caixa Bu,Lead Author on 2018年在伊加鲁斯大学的研究员毕业家们说,“弗吉尼亚大学的研究员说。“当你放入时,碳酸钠是亮白的,但在离子照射后,它看起来像涂抹油。这是非常戏剧性的。“
Bu的实验还检查了碳酸钠与结合的水是如何对Ceres样温度反应的。看来,这些碳酸盐在Ceres最寒冷的北方温度下会稳定数百年,但会在温暖的中纬度地区迅速失效。需要更多的研究来了解含义。
在较暗的一面
黎明的另一个主要结果是,CERES大多覆盖在植物中,通常在地球上泥浆中发现的微小岩石颗粒。横跨Ceres'表面,黎明发现一种矿物质,其具有掺入其结构中的铵(衍生自氨的化合物)。科学家们令人震惊,因为含有氨的物质预计,在靠近太阳作为CERES的轨道形成的身体上没有预期。结果表明,CERES可以形成超越木星并向内迁移,或者它具有源自掺入其表面的太阳的材料。
Ehlmann和同事发现一种称为镁蒙脱石的物质是黎明在Ceres中发现的氨化粘土最有可能的匹配。该实验证实了其他科学家在1992年建议的,基于来自地球的Ceres的望远镜观察,以及2015年基于CERES的VIR观察。她的研究在2018年在2018年出版,在Jource Meteoritics和Planetary Science。
“它让我们更好地介绍了Ceres所做的,它支持一段漂浮的想法,”Ehlmann说。
EHLMANN的结果也提出了关于CERES与碳质的关系的问题,这是被水改变的碳素化的含碳陨石,并且被认为是来自类似于CERES的尸体。该研究表明Ceres比这些陨石具有更多的蒙脱石粘土,这意味着Ceres和碳质陨石可能经历不同类型或水的变化。
其他有价值的实验室结果有助于排除科学家最初认为CER的物质在其表面上。在意大利的国家天体物理学研究所和同事中的Simone De Angelis发现,虽然CERES可能具有少量矿物矿物,但大量的矿物质不太可能基于它在实验室中反映光的方式。
虽然它的运营生活已经结束,但黎明仍然在Ceres周围的轨道上留在轨道上,现在是矮星的唯一月亮。与此同时,黎明的调查结果使科学家们已经提出了多年来探索的问题和线索。
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