NASA的Dawn太空飛行器在Ceres的冰殼下發現了一個隱藏的海洋!

2020-08-19 2分鐘看世界

在小行星帶中,這是火星和木星之間的巨大空間,成千上萬的巖體在永恆的宇宙之舞中寧靜地繞著太陽運動。舞者中的皇后是穀神星,穀神星是該帶的最大物體,也是太陽系早期的「化石」。2007年,美國國家航空航天局(NASA) 向太空帶發射了Dawn太空飛行器,以近距離研究Ceres。在對矮行星進行調查,追蹤其瑕疵並檢查其悶悶不樂的特徵之後,科學家們認為它曾經是全球冰凍之地的故鄉。

周一,《自然》(Nature)雜誌上的一整套七項研究仔細研究了黎明的擴展任務數據,凝視著穀神星(Ceres)沉悶,毫無生氣的貝殼,並找到了確鑿的證據證明這是海洋世界。

NASA噴氣推進實驗室(JPL)的行星科學家,六項新研究的合著者朱莉·卡斯蒂略-羅格斯(Julie Castillo-Rogez)說:「新結果證實了穀神星內部存在液體。」 液體的發現暗示著離地球最近的矮星穀神星可能是一個宜居的世界,並增加了這類世界可能存在生命的可能性。

令人驚訝的是,舊海洋沒有完全凍結。

穀神星是微型冥王星,比它的著名表親小約2.5倍。當黎明在2015年的首要任務期間飛過頭頂時,飛船在Occator隕石坑的中央拍攝了神秘的亮點,該隕石坑位於穀神星表面60英裡寬的疤痕處。從內部反射出來的純白光變成了一個隕石坑。美國宇航局的科學家認為,他們需要更仔細地觀察。

在2018年6月至10月之間,隨著任務的結束,黎明號移動到穀神星表面22英裡(35公裡)以內。根據Castillo-Rogez所說,這將Dawn成像的解析度提高了10倍,使行星科學家對Occator的地質和組成有了前所未有的了解。

在周一的大量研究中,科學家們提出了關於火山口下的液體以及穀神星內部正在進行的地質活動的理由。

亮點

了解穀神星的重點是Occator的亮點。先前的研究稱為Cerealia Facula,先前的研究表明Cerealia的反射光澤是由表面上的鹽殘留引起的,這是過去水活度的證據。但是水是如何沉澱在碗形的Occator中的呢?有兩種相互競爭的理論。

第一個假設是鹹殘留物是由Occator產生的影響的結果,而第二個假設的流體仍從Ceres表面下方冒泡。Dawn的封閉方法旨在解決這個問題。 正如卡斯蒂略-羅格茲(Castillo-Rogez)所說,一項研究發現了一種「煙槍」:水滷石。

滷化氫鹽由氯化鈉-海鹽-包圍著水分子組成。義大利和美國的研究人員使用Dawn的紅外測繪儀獲得的圖像,發現了水滷石的確鑿的紅外信號。這是第一次在地球以外發現它。卡斯蒂略-羅格茲(Castillo-Rogez)稱其為「重大發現」,並解釋說它必須直到最近才被曝光,可能「不到100年前」。她說,這提供了有力的證據證明今天仍存在液體,但是這是全球海洋還是液體的一小部分尚待確定。

結合Occator及其周圍區域的重力數據,Dawn科學家能夠繪製出地下儲液罐的幾何形狀。另外兩項研究使研究人員可以檢查亮點的厚度並對其進行老化。成分顯示Cerealia比撞擊坑本身年輕得多。大約2千2百萬年前,一個衝擊器很可能撞上了穀神星並形成了Occator。撞擊後,形成了一個小的液體「融化室」,其中的鹹味液體向上移動到地面,形成了約200萬年前的Cerealia結構。

馬克斯·普朗克太陽能系統研究所的行星科學家,其中一項新研究的第一作者安德烈亞斯·納特胡斯說:「我們得出的結論是,在Occator上有些低活動可能仍在繼續。「令人驚訝的是,舊海洋沒有完全凍結。」

黎明的圖像還有助於解釋穀神星上的另一個表面特徵。切雷利亞(Cerealia)的東部是Vinalia Faculae,這是一組更薄,更分散的亮點,也顯示出鹽分的跡象。研究人員認為,這兩個區域之間的差異之所以會出現,是因為Vinalia受到了Ceres內部的深層液體源的滋養。液體穿過裂縫到達表面,在那裡凍結,留下鹹的沉積物。

心冷

卡斯蒂略-羅格斯(Castillo-Rogez)在過去的二十年中一直在研究冰雪世界在我們太陽系中的演化,試圖了解它們是如何形成的。

一些天體,如木星的月亮Io,通過與行星之間的引力相互作用而產生內部熱量,這一過程稱為「潮汐加熱」。這個過程可以支配那些世界如何演變。卡斯蒂略-羅格斯(Castillo-Rogez)的工作集中在沒有經歷這種加熱的中型宇宙世界,例如土星的衛星Iapetus和Phoebe。

穀神星等矮行星的心冷。他們沒有潮汐加熱,也沒有氣氛,也不會散發任何熱量。沒有熱量,水就會凍結。但是來自Dawn的數據現在允許諸如Castillo-Rogez之類的科學家表明,由於鹹性液體和諸如滷化氫的化合物的作用,這些類型的宇宙物體可以以其他方式維持數以萬計的液態水。

產生大量熱量的撞擊事件可能是冰冷演變的主要驅動力,它們創造的短暫的融化室可能是外星生命的「瞬態」可居住室。NASA科學家和合著者Lynnae Quick認為,這類艙室可能為海洋世界和冰冷的衛星中的生命提供機會。

隨著我們對太陽系的更多了解,海洋世界變得越來越普遍。有土星的雪球衛星恩克拉多斯(Enceladus),以及木衛三和木衛二的歐羅巴(Europa),據信這些木星會掩藏內部海洋。更進一步,在太陽系的邊緣,海洋世界可能會持續存在。冥王星是另一顆冷心的矮行星(被冷酷地從官方行星身份降級),與美國宇航局的新視野號太空飛行器一起研究,研究人員發現了2016年冰凍的殼下有全球液態海洋的證據 。

「也許還有像穀神星這樣的物體,」納特胡斯思考道。

這些冰冷體的演變具有深遠的影響:有水的地方就有生命的潛力。觀察太陽系的海洋世界將使科學家們能夠評估它們的可居住性,而美國國家航空航天局(NASA)的曙光(Dawn)為我們提供了一條內部軌道。

冥王星也被認為隱藏著地下海洋。

海洋世界

許多天體生物學家將目光投向了火星。地球的鄰居是最近發起的一系列任務的主要目標,這些 任務 旨在尋找古代生命的跡象。但是海洋世界也可能為外星人形式提供庇護。

在未來的幾十年中,將有兩個行星際探測器探索大量的海洋世界。NASA和歐洲航天局(ESA)都將把太空飛行器送入木星的衛星Europa,NASA的科學家認為,這個世界可能是檢查生命的最佳地點。歐空局的太空飛行器稱為JUICE,還將飛過木衛三和卡利斯託,這是大型的木衛二衛星,據信可以維持地下海洋。黎明正在鋪平道路,以了解那些太空船可能在那找到什麼。

Castillo-Rogez說:「黎明圖像的前所未有的解析度為支持歐羅巴和木衛三的未來觀測提供了很好的參考。」

儘管行星科學家開始放眼未來,並計劃對冰月球進行飛行任務,但卡斯蒂略-羅格斯說,這僅僅是美國宇航局(NASA)的Dawn數據分析的開始,而且Dawn任務還引發了許多問題。來自Occator的結果僅涵蓋了在黎明的最後幾天,黎明將其傳回地球的數據的一小部分。

團隊的發現使Ceres可以從「候選」海洋世界升級到確定的環境,但是現在有新的謎團需要解決。為了充分確定冰冷的月亮和冰冷的物體(如穀神星(Ceres))是否可以掩蓋生命-或過去可能擁有生命-需要清楚地理解表層以下環境的性質。

Nathues說:「要回答有關海洋的更詳細的問題,我們需要著陸器任務。」

卡斯蒂略-羅格茲(Castillo-Rogez)指出,一項概念研究正在最後完成,以提交給NASA,該研究將看到樣品返回Vinalia Faculae的任務,使科學家能夠評估可居住性並研究表面有機物的狀態。直到2022年,人們才能知道NASA長期計劃委員會是否對這樣的任務持有利態度。

黎明已於2018年11月1日正式退休,結束了其使命。它不是有意撞入行星,因為它擔心會汙染地表。這次探測繼續在穀神星周圍的軌道上進行了一個寂寞的守夜活動,並且有可能在未來的二十年內持續進行。如果我們要返回小樣,黎明將在頭頂飛馳,這是過去成功的豐碑。

相關焦點

  • 木衛二背面會發光 或因厚冰殼覆蓋地下海洋
    木衛二被認為擁有一個被厚冰殼覆蓋的地下海洋,冰殼主要由水冰構成,而木衛二的外表面受到來自木星的高水平輻射。鑑於此,美國加州理工學院NASA噴氣推進實驗室慕希·谷迪帕提及其同事,在實驗室將鹽漬冰暴露在高能電子下,模擬了這種輻射與木衛二表面的相互作用。研究人員發現,被輻射的冰通過一種叫做電子激發發光的過程,發出了綠光,而發光的強度取決於冰的具體成分。
  • 太陽系中唯一擁有磁場的衛星,冰殼下的海洋深度是地球的10倍!
    提到太陽系中各大天體被發現的時間,可能大家都會覺得不過是近代史以來幾百年的事情。不過,其中也有很多天體其實早在數千年之前,就已經被發現了,比方說木衛三。在天文界,人們認為木衛三是伽利略發現的,不過事實上,早在公元前364年,我國春秋戰國時期就已經發現了木衛三,足足比伽利略的發現,早了2000多年。不過,天文學家對於木衛三的研究,卻是從20世紀末開始的,原因很簡單,它距離我們實在是太遠了,而且即使古人發現過它,在當時也根本不清楚它是一顆圍繞著木星運行的天然衛星。
  • 太陽系中唯一擁有磁場的衛星,冰殼下的海洋深度是地球的10倍
    提到太陽系中各大天體被發現的時間,可能大家都會覺得不過是近代史以來幾百年的事情。不過,其中也有很多天體其實早在數千年之前,就已經被發現了,比方說木衛三。春秋戰國時期就已經發現了木衛三,足足比伽利略的發現,早了2000多年。
  • NASA「三叉戟」任務將訪問海衛一
    NASA發現計劃(Discovery Program)下的一項新任務旨在解開這些謎團。這項名為「三叉戟」(Trident,希臘神話中海神波塞冬的武器)的任務,是NASA為了開展新任務的概念研究而選出的4個任務提案之一。2021年夏天,將選出其中1至2個任務,全面開展各項工作,並於2030年代後期發射。
  • 全新的知識增加了:來看歐洲JUICE號飛行器如何探尋外星海洋
    科學家們還不能確定,但他們懷疑這三個地方可能隱藏著巨大的海洋。「我們有充分的理由相信在冰殼內部擁有一個地下海洋JUICE任務是為了給科學家們提供確定那些海洋是否存在所需要的數據。JUICE團隊的目標是使用幾種不同的方法去解決那個問題。太空飛行器有一項技術非常簡單,但只適用於木星的一顆衛星。科學家們懷疑木衛二可能正在通過它的冰殼噴射出羽狀物,但還尚未證實。如果這是真的,JUICE可能可以穿過這些羽狀物並且對他們兩次越過地球時所包含的液體進行研究。
  • 歐洲即將發射JUICE探測木星衛星是否存在地下海洋
    【內容簡介】:科學家們在努力尋找地球以外生命的同時,找到某些冰封表面下的海洋也是任務之一,其中計劃於2022年發射的 Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE)將前往木星,尤其對其較大的三個行星進行勘測。期間使用的勘測方法有的只適用在土衛二,有的則相對客觀,但不管是哪種方式,這項工程仍需許多年。
  • 現證明有超深海洋,去年發現生命相關物,冥王星有生命可能性增加
    趣味探索訊 去年六月,俄科學家對美國宇航局新視野號飛越冥王星數據進行了深入分析,結果在冥王星表面一處大型裂縫邊緣發現了生命相關物-動物糞便中常有物質氨,俄科學家懷疑物質氨可能來自冥王星動物,從而進一步懷疑冥王星表面下可能隱藏海洋。
  • 《自然》新發現:穀神星地表之下,暗藏大片海洋
    在火星與木星軌道之間的小行星帶中,隱藏著一個神秘天體——穀神星。穀神星直徑約945千米,是小行星帶中最亮且最大的天體,佔據了小行星帶三分之一的質量,被歸類為矮行星。在此期間,黎明號獲得一項重大發現——穀神星的奧卡託隕石坑中分布著一些神秘亮斑。
  • 「黎明號」新發現:穀神星上的鹽水遺蹟
    1766年,德國數學教師提丟斯發現,六大行星(水、金、地、火、木、土)與太陽的距離存在著一個奇特的數列關係(以地球和太陽的距離為一個天文單位,這一數列可以寫為0.4,0.7,1.0,1.6,2.8,5.2,10.0,而在2.8處並未發現行星)。
  • 天王星的衛星上是否藏著秘密的海洋?
    冰冷的世界散布著我們的太陽系-從木星的月亮歐羅巴到土星的月亮土衛二,科學家一直在研究這些外星世界,發現隱藏在冰冷外殼下的地下海洋。現在,研究人員已經將目光轉向了環繞天王星的衛星,尋找秘密海洋。在歐羅巴和土衛二上發現地下海洋使「我們很多人想知道那裡是否有很多衛星,儘管它們很小,但可能仍然溫暖。
  • NASA新發現:土衛二與木衛二的海洋也許正孕育生命
    它們意味著,土衛二的海洋之中存在生命所需的大多數成分,而且,飛向木衛二的兩個探測器已在計劃之中,人類在那裡發現生命的可能性又變大了一分。主管NASA行星探索計劃的吉姆·格林(Jim Green)低調地說:「現在是探索太陽系的好時候。」 近期,美國宇航局計劃開始著重在外太陽系中探索被海洋包圍的行星,包括土衛二、木衛二和被甲烷包圍的土衛六。而此次的發現使這一重點更加突出。
  • 穀神星冰冷的外殼下有一個隱藏的海洋
    在對這顆矮行星進行了勘測和研究後,科學家們推斷它曾經有一個冰封的海洋。《自然》雜誌上發表了一系列七項研究,黎明號觀察穀神星沉悶、沒有生命的外殼,並找到確鑿的證據證明它是一個海洋世界。美國宇航局噴氣推進實驗室(JPL)的行星科學家、六項新研究的合著者朱莉·卡斯蒂略·羅格斯說:「新的結果證實了穀神星內部存在液體。」
  • 歐羅巴羽狀噴流可能不是源自地下海洋,冰殼內藏有湖泊
    過去科學家認為歐羅巴南極地區獨特的羽狀噴流來自地下海洋,但最新模擬指出了另一來源,可能直接來自冰層內的湖泊。 木衛二歐羅巴整個地表都被厚達16~24公裡的冰層覆蓋(與地球地殼厚度相當),但因受木星引力潮汐加熱,導致冰層以下的水可保持液態,根據過去伽利略號與航海家號的探測數據,科學家推測木衛二有一個全球性冰下海洋,且可能深達100公裡。
  • 科學家在南極洲發現「外星物種」,冰下800米生存,顛覆認知
    科學家經過研究發現,這個星球50%的區域我們沒有涉足過。在90%的海洋區域,我們一點都不了解。假設:在未知的區域隱藏著一些神秘的事物。我們就拿南極洲來說,世界上最最神秘的地方之一。雖然土地被厚厚的冰雪所覆蓋,但是研究人員發現南極冰層下也有液態海洋。儘管南極洲非常寒冷,但科學家依然不辭辛苦地進行探索。終於在近些年內取得了突破性的進展,科學家通過不懈的探索,發現在南極冰殼下隱藏了大量液態水,這意味著可能存在著巨大的「水下世界」。
  • 外星生物捕手發現新目標:木衛二和土衛二下的冰冷海洋
    本世紀30年代末,對於地外海洋科學家來說是一個極佳的啟動目標,NASA應該抓住機會嗎?木星的衛星木衛二,由NASA的伽利略太空飛行器拍攝,在被冰覆蓋的外殼下藏著巨大的海洋港灣(圖片來源:NASA/JPL-加利福尼亞學院/SETI學會)火星上生命的探尋活動開始達到高潮,科學家們已經開始將接下來太陽系的天文生物學的長遠目標投向了火星。
  • 冥王星存地下海洋 但這個海洋為何沒有凍住卻是一個巨大的謎團
    冥王星存地下海洋 但這個海洋為何沒有凍住卻是一個巨大的謎團時間:2019-06-03 11:08   來源:今日頭條   責任編輯:莫小煙 川北在線核心提示:原標題:冥王星存地下海洋 但這個海洋為何沒有凍住卻是一個巨大的謎團 英媒稱,冥王星被認為隱藏著一個液態海洋,但這個海洋為何沒有凍住卻是一個巨大的謎團。
  • 尋找地球以外的生命,NASA已找到了關鍵因素中的兩個
    天文學家長期以來一直懷疑木星的月亮歐羅巴在其厚厚的冰殼之下可以容納一個鹹海,這可以維持生命。目前,美國國家航空航天局(NASA)已確認檢測到從月球表面的大型間歇泉噴出的水。雖然科學家此前已經發現了巨大的間歇泉衝入太空,但直到現在,他們仍無法證明它們裡面有水。美國宇航局周一在一份聲明中說:「確認歐羅巴上方存在水蒸氣,這有助於科學家更好地了解月球的內部運轉。例如,它有助於支持一個想法,科學家對此充滿信心,因為它有一個液態水海洋,可能比地球大兩倍,在月球厚厚的冰殼下面晃動」。
  • NASA證實木衛二蒸汽噴射可能來自冰層下的海洋,生命探測難度或將大大降低
    以前的科研就已經提出了木衛二厚厚的冰層下可能存在海洋的說法,只不過要探測其中是否有生命存在,就必須進行鑽探,這無疑極大地增加了實施難度。這一現象不僅僅為地表下液體海洋的存在提供了強有力的證據,同時噴射出的水蒸氣也使得科學家們有機會直接對其化學成分進行分析。NASA環繞土星飛行的卡西尼號就對土衛二的含有鹽分的水蒸氣成分進行了分析。
  • NASA發射「歐羅巴快帆」,2030年將抵達
    看到這裡,你一定會覺得,木衛二就好像是一個「縮小版的地球」,事實上也的確如此,在科學家們眼中,雖然木衛二的表面覆蓋著厚厚的冰殼,但是很多數據都表明,木衛二的冰殼之下,存在著一個溫暖的海洋。
  • NASA發現液態海洋,和太陽系一樣悠久
    但隨著科學探索,科學家發現許多行星都含有液態海洋,尤其是木衛二,並發現了氧的存在。這也是除地球之外的首次發現。科學家認為生命可能已經存在。冥王星原本被認為是第九大行星,然而,隨著研究的深入,它的真實身份也被曝光。它被科學家定義為矮行星,位於太陽系最偏遠的地區。科學家對此並沒有多大幻想。