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谷神星上的那块亮斑,究竟是谁点亮的?

2015年3月,黎明号探测器正在靠近一颗直径不到一千公里的天体。相机传回的照片里出现了一个刺眼的白点,它躺在名为奥卡托的撞击坑中央,亮度高得像是有人在那口坑里点了一盏灯。控制室里有人半开玩笑地问:会不会是镜头盖的反光?

答案后来被光谱仪写死了:那是盐。而这个白点所在的地方,叫谷神星。

它被降级过,也被“升”回来过

1801年元旦夜,意大利天文学家皮亚齐在星表里发现一个会移动的小点。当时天王星刚被发现不久,人们把它算作太阳系第八颗行星。半个世纪后,天文学家在同一片天区找出一大群类似的小天体,“小行星”这个类别诞生,它被降级成一颗石头。又过了一百多年,2006年国际天文学联合会给**矮行星**下了定义:绕着太阳转、质量大到能被自己的引力压成近球形、但没能清空轨道附近的其他天体。它反倒凭这个定义“升”了回来。

所以,谷神星是太阳系里最小的一颗矮行星,也是小行星带里最大的天体。如果把小行星带想象成一锅没搅开的浓汤,它就是沉在锅底的那颗最大的丸子:整条带子里已知质量的三分之一左右,都集中在它一个身上(这是估算值,不同研究给出的比例在四分之一到三分之一之间)。

亮斑不是冰,是干掉的海水

最初很多人猜那个白点是水冰。水冰在小行星上很常见,反照率高,说得通。但黎明号的可见光与红外光谱仪给出了另一种答案:那里堆积的是**碳酸钠**一类的盐。

过程其实很像你家厨房。含盐的液态水从地下渗到表面,真空环境里水立刻升华跑掉,盐留在原地,一层一层积成白霜。冬天撒过融雪盐的车窗,水干之后留下的那层白印子,就是同一个道理。

问题是,这些盐水是怎么上来的?一种解释是**冰火山**活动,地下卤水在压力下被挤上来;另一种解释是撞击本身把含水的物质加热融化了。目前尚无定论。不过2018年黎明号的引力测量发现,奥卡托坑底下有一块密度偏低的区域,支持“盐水至今仍在缓慢上涌”这一说法。

它是一颗没冻透的汤圆

引力数据还告诉了我们另一件事:它内部已经分层了。岩石构成的核心在里,冰质的地幔在外,中间可能夹着一层残留的卤水。打个不太严谨但很形象的比方:它像一颗没冻透的汤圆,皮是冰和岩石的混合物,芯子偏硬,中间还有一点没凝固的馅。

有研究根据它的密度和形状推算,它总含水量相当可观,甚至有人提出“可能比地球上的淡水还多”。这类数字依赖大量假设,属于理论推算,还不是定论。同样悬着的还有有机物:2017年,黎明号在埃努特撞击坑附近探测到含碳氢键的分子,但这些有机物是本地形成的,还是被别的天体撞过来的,目前尚无定论。

站上去,你会轻得像一袋薯片

它的表面重力约0.28米每二次方秒,只有地球的百分之三左右。一个60公斤的人站上去,体重秤会显示大约1.7公斤。它自转一圈只要9小时4分钟,一天比地球短得多;绕太阳一圈却要4.6个地球年。直径约940公里,差不多是北京到南京的直线距离。想从它表面跳进太空,只需要达到每秒0.51公里的速度,这个数字在太阳系里算得上“抬脚就走”。

送别黎明号之后

2018年11月,黎明号的肼燃料耗尽,任务正式结束。它没有被撞毁,而是留在轨道上,成为一座沉默的环绕纪念碑。目前没有已获批准的后继探测任务,我们对那颗矮行星的了解,基本停留在2018年。

悬着的问题不少:地下那层卤水有多老?它现在还在动吗?奥卡托坑里的盐是几百万年前积的,还是几千万年前?

回到开头那个亮得反常的白点。它不是谁点亮的灯,而是一颗几乎干涸的小世界,在几亿年里慢慢把体内的水挤到表面,再把水交给真空,只把盐留下。如果连这里都还留着一层盐水,那么在更远、更冷、我们从没飞近过的地方,类似的事情会不会也在发生?

延伸阅读

  • NASA黎明号任务官网:nasa.gov/mission_pages/dawn(任务图像、光谱数据与新闻存档)
  • 《太阳系度假指南》(Olivia Koski、Jana Grcevich 著,有中译本):用旅行手册的方式介绍太阳系各天体,含小行星带章节
  • BBC纪录片《行星》(The Planets,2019):第二集涉及小行星带与太阳系早期历史
文章名称:谷神星上的那块亮斑,究竟是谁点亮的?
文章链接:https://m.nasaeye.com/science/3146.html

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