太陽系再現海洋星球！距離太陽約4億公裡，宜居性非常高
2020-08-12 姿勢分子knowledge1801年，義大利神父朱塞普·皮亞齊在利用望遠鏡觀測星空時，突然發現了一顆新的天體。
在接下來的幾天時間裡，他持續進行著觀測，發現這顆新天體位置發生了明顯的變化。他想到了整整20年前，英國天文學家赫歇爾剛剛發現了新行星天王星，於是認為自己發現了一顆行星。經過了一番波折後，其他天文學家也終於驗證了這個發現。
（圖片說明：左下角為穀神星，和月亮、地球的體積對比）
可是，這顆距離太陽大約4億公裡的天體，體積非常的小，跟其他行星甚至衛星都無法相比。於是，人們提出了小行星的概念，將它歸類為小行星。這就是人類發現的第一顆小行星——穀神星。它的直徑約為964公裡，是位於火星和木星之間的小行星帶中最大的天體。雖然穀神星開啟了發現小行星的篇章，但它自己卻在2006年被歸類為矮行星，成為了太陽系內唯一位於海王星軌道內的矮行星。
為了研究這顆擁有著特殊身份的小天體，NASA在2007年發射了黎明號探測器，並於2015年進入穀神星軌道，成為了第一個直接探測矮行星的探測器。結果發現，穀神星的特殊之處，還遠不止於此。
早在黎明號探測器抵達穀神星前，它就已經開始了對穀神星的探索。當時，穀神星上一個名為Occator的隕石坑，吸引了黎明號的注意。這個隕石坑大約形成於2000萬年前，直徑90公裡，深度達到了4000米，擁有著整個穀神星上最明亮的光斑。科學家們隨即對這些光斑進行了檢測，發現它們的本質其實就是碳酸鈉，也就是俗稱的蘇打、純鹼。
在地球上，自然界的碳酸鈉一般來自於深海熱液噴口。這些深海區有熱量從海底裂縫中滲透出來，雖然沒有光合作用所必需的陽光，但這裡仍然有大量的生命，一些微生物在這裡通過化學反應獲得能量，最終生存下來，構成了生物圈的基礎。
那麼，穀神星上的碳酸鈉又是從何而來的呢？目前來說，有兩種理論的可能性比較大：
- 穀神星地表以下有水冰層，在Occator撞擊事件中它們被融化，後來又慢慢凍結，碳酸鈉就是這在一系列的過程中形成的；
- 穀神星地表以下的水本就是以液態形式存在的，並且含有大量的碳酸鈉，在Occator的撞擊過程中碳酸鈉溶液得以從地下滲透出來，最終被我們發現。
這兩個理論，都有著相同的前提：Occator的撞擊事件，以及含有碳酸鈉的水或者是水冰。也就是說，科學家們已經相信，穀神星有大量的地下水！
在發表於最近的《自然》雜誌的論文中，科學家們進一步羅列了一些證據。
在即將耗盡燃料的情況下，黎明號探測器在它生涯的最後階段進行了一次俯衝，來到了距離穀神星表面不到35公裡的高度，因此也能夠以前所未有的解析度來提供觀測數據，達到了以往的10倍。尤其是對Occator隕石坑的觀察，更是提供了寶貴的資料。
在此之前，科學家們曾經對穀神星的地下水進行過一些模型的建立。通過黎明號最精確的觀測數據，他們發現隕石坑附近的重力變化與模型對應得非常好。也就是說，穀神星在這個範圍內的密度分布與地下的鹽溶液高度一致。在Occator撞擊事件中，大量的熱量和地表的裂縫允許這些鹽溶液噴湧出來，最終水分散逸，留下了我們今天看到的鹽礦。
同時，關於穀神星的重力數據還暗示我們：它的地殼很可能是一個多孔結構。不過，隨著深度的增加，孔隙也越來越少，這或許是因為鹽物質與巖石結合堵住了孔隙。
（圖片說明：穀神星的重力分布，紅色區域 比較高，藍色區域比較低）
研究人員還指出：雖然Occator隕石坑已經形成了2000萬年，但這裡的鹽分要比它年輕得多。高解析度圖像告訴我們：穀神星很可能在200萬年前經歷過冰火山的爆發，這意味著它的內部的確有一個鹽溶液的來源。
更重要的是，科學家還利用光譜儀在穀神星的光斑中發現了冰鹽。這裡的冰鹽是水冰和氯化鈉溶液的一種混合物，出現在穀神星光斑最亮的位置。這種礦物的特點就是需要水的參與，而且也非常容易脫水。根據科學家的分析，這些冰鹽在穀神星表面，只需要幾十到幾百年的時間就能夠脫水。顯然，這些仍然存在的冰鹽，一定來自於最近這些年從穀神星內部滲出來的水。
而穀神星表面鹽分的不同沉積狀態，也暗示著它們有不同的來源，整個過程非常複雜。
科學家嘗試還原了這個過程：首先，撞擊事件將一部分冰融化，使其滲透出來，並且改變了這裡的地形結構，沉積了一部分鹽；在接下來的漫長歲月裡，更深處的鹽溶液緩慢釋放出來，到達地表，最終在隕石坑底部形成了我們看到的穀神星光斑。
他們指出：穀神星的地下水庫可能不僅僅局限於這一部分地區，而是很可能在地殼以下流淌著涵蓋了整個星體的地下鹹水海洋。而在隕石撞擊的過程中，這片液態海洋在矮行星內部遷移，重新分布。
實際上，早在多年以前，科學家就已經認為穀神星內部擁有液態海洋了，如今的觀測再一次印證了這個觀點。儘管木衛二、木衛三、土衛二、土衛六、冥王星等天體都被認為擁有液態海洋，但是考慮到穀神星地質結構的特殊，至少從星體複雜程度上來講，它們都不如穀神星神秘。
（圖片說明：科學家推測的穀神星內部結構）
另外，穀神星到底是怎麼形成的，科學家們也沒有給出定論。它到底是一顆普通的矮行星，還是曾經和其他小行星帶天體同屬於一個被炸碎的原始行星抑或形成行星的過程中就流產了，目前仍然是個謎。此外，穀神星內部的水為何能夠以液態形式存在，其熱量來源在哪裡，也同樣無法解釋。同時，很多人也更關心另一個問題：既然穀神星內部有溫暖的液態海洋，那裡是否會孕育生命呢？
總之，穀神星是一顆非常特殊、神秘的天體，關於它有太多疑問需要解答。
好在，最近NASA也在考慮重新向穀神星發射探測器，甚至有望從穀神星採集樣本帶回地球。不過，這個任務是否能夠被批准，還要等到2023年才能敲定。畢竟，太陽系這麼大，可探索的星球那麼多，穀神星也未必能佔到太多優勢。
不過，人類尋找地外生物的目標始終是一個重點。也許，憑藉著地下海洋的優勢，穀神星能夠提高一些科學家的重視程度吧！
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