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谷神星神秘亮斑之谜:奇特轴向倾斜使坑穴保存水冰
2022-08-02

在最近的研究中,科学家发现谷神星北半球有两个区域在倾角最大(20度)时一直处于阴影之中。这张动画显示了倾角在2度、12度和20度时的阴影区域变化。 在一项新研究中,美国航空航天局(NASA)的研究者发现,谷神星的神秘亮斑可能由水冰等物质构成,并且由于谷神星的巨大倾斜角度,使其所在的坑穴在数百万年时间里一直未受到光照,从而使这些物质保存了下来。 谷神星表面常年处于黑暗中的坑穴被称为“冷阱”(cold trap),那里温度极低,甚至能使挥发性物质沉积下来,无法逃逸。

新浪科技讯 北京时间3月27日消息,据国外媒体报道,受到木星和土星的引力影响,矮行星谷神星(Ceres)会出现奇特的轴向倾斜。现在,科学家发现,这种倾斜角度的变化可能与该星球几个坑穴内发现的神秘亮斑有着密切关系。

在一项新研究中,美国航空航天局(NASA)的研究者发现,谷神星的神秘亮斑可能由水冰等物质构成,并且由于谷神星的巨大倾斜角度,使其所在的坑穴在数百万年时间里一直未受到光照,从而使这些物质保存了下来。

参与NASA曙光号任务的研究者计算了谷神星的轴向倾斜角度变化,即该星球环绕太阳运动时自转的角度。计算的结果显示,在大约24500年——宇宙尺度上是很短的时间——的时间范围内,谷神星经历了剧烈的偏离。

大约在14000年前,谷神星达到了最大的轴向倾角,约为19度,如今这一倾角只有大约4度。过去3百万年中,谷神星的倾角在2度到20度的范围内变化。倾角的不同会决定行星是否会经历季节变化。比如,地球的倾角为23.5度,使北半球在靠近太阳时经历夏季,在远离时则经历冬季。

对于谷神星而言,研究者表示,这种位置的变化可能在水冰的形成中起着重要作用,因为这些物质只能在极低的温度下存在。“我们发现,在倾角最大时处于阴影中的坑穴之间存在相关关系,而其中的明亮沉积物可能是水冰,”NASA喷气动力实验室的博士后研究者安东·耶尔马科夫(Anton Ermakov)说,“数百万年时间里未见阳光的区域更可能出现这些沉积物。”

NASA还表示,当谷神星的轴向倾角较小时,该星球的大部分地区都无法得到直接的阳光照射。对于谷神星两极而言尤其如此。谷神星表面常年处于阴影中的地区面积大约为200平方公里。不过,当倾角增大时,谷神星的许多坑穴会暴露在阳光下,使阴影区域的面积减少到只有1到10平方公里。这些一直处于阴影中的区域可能具有足够低的温度,使水冰可以在星球表面存在。

论文共同作者、NASA戈达德太空飞行中心的艾尔万·马扎里科(Erwan Mazarico)说:“我们无法直接观察谷神星随时间的倾角变化,因此我们使用了曙光号探测器对其形状和重力的测量结果,以精确地重建出它的动态历史。”

谷神星表面常年处于黑暗中的坑穴被称为“冷阱”(cold trap),那里温度极低,甚至能使挥发性物质沉积下来,无法逃逸。在2016年的一项研究中,曙光号团队在10个坑穴中发现了亮斑,其中至少有1个坑穴含有冰。

在最近的研究中,科学家发现谷神星北半球有两个区域在倾角最大(20度)时一直处于阴影之中。同一时期,在谷神星南半球也存在两个阴影区域,其中一个区域出现了亮斑。包括谷神星在内,太阳系中一共有3个天体具有这样的永久性阴影区。另外两个天体分别是地球和水星,科学家认为,这两颗行星的冰很可能来源于撞击天体。至于谷神星的“冷阱”如何获得水冰,目前仍然是一个未解之谜。

有科学家认为,这些冷阱中的冰可能与谷神星大气层中的水有关,后者可能会落到谷神星表面,并沉积在这些坑穴中。研究共同作者、曙光号任务副首席研究员卡罗尔·雷蒙德(Carol Raymond)说:“在我们重建谷神星地质历史,包括它是否释放过水蒸气的过程中,冰可以在谷神星上存在很长时间这一结论十分重要。”(任天)

Tags:神秘 之谜 奇特 倾斜 保存

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