谷神星上发现有机物质的新证据，谷神星是继地球之后太阳系内水含量最丰富的天体

Josiah02 · 发表于 2024-12-9 01:59:11

六年前，美国宇航局的“黎明”号任务与地球进行了最后一次通信，结束了对小行星带中两个最大天体谷神星和灶神星的探索。从那时起，谷神星——一颗富含水的矮行星，显示出地质活动的迹象——就一直是关于其起源和演化的激烈争论的焦点。
现在，由 IAA-CSIC 领导的一项研究利用 Dawn 数据和创新方法，确定了 11 个新区域，表明这颗矮行星内部存在有机物质储层。该研究结果发表在《行星科学杂志》上，为了解该天体的潜在性质提供了重要见解。
2017 年，“黎明”号航天器在谷神星北半球的埃尔努特陨石坑附近发现了有机化合物，引发了关于其来源的讨论。一种主流假设提出了外源性，认为这些物质是由富含有机物的彗星或小行星最近撞击而带来的。
然而，这项新研究关注的是第二种可能性：有机物质在谷神星内部形成，并储存在免受太阳辐射的储存器中。
安达卢西亚天体物理研究所 (IAA-CSIC) 研究员、这项研究的主要作者胡安·路易斯·里佐斯 (Juan Luis Rizos) 解释说：“这一发现的意义在于，如果这些都是内源性物质，那么它将证实存在可以支持生物过程的内部能量来源。”
太阳系诞生的潜在见证者
谷神星直径超过 930 公里，是主小行星带中最大的天体。这颗矮行星与行星具有一些共同的特征，但并不满足行星分类的所有标准，被认为是继地球之后太阳系内含水量最多的天体，因此它属于具有潜在天体生物学意义的海洋世界。
此外，由于其物理和化学特性，谷神星与一种富含碳化合物的陨石有关：碳质球粒陨石。这些陨石被认为是约 46 亿年前形成太阳系的物质的残留物。
“谷神星将在未来的太空探索中发挥关键作用。谷神星上的水以冰的形式存在，也可能以液态形式存在于地表之下，这使得它成为一个有趣的资源探索地点，”里佐斯 (IAA-CSIC) 说道。“在太空殖民的背景下，谷神星可以作为未来前往火星或更远地方的飞行任务的中途停留地或资源基地。”
高品质分辨率的理想组合
为了探索这些有机化合物的性质，该研究采用了一种新方法，可以详细检查谷神星的表面并以尽可能高的分辨率分析有机物质的分布。
首先，研究团队应用了光谱混合分析（SMA）方法（一种用于解释复杂光谱数据的技术）来表征埃尔努特陨石坑中的化合物。
利用这些结果，他们系统地用黎明号航天器的取景相机 2 (FC2) 的高空间分辨率图像扫描了谷神星的其余表面。该仪器提供高分辨率空间图像，但光谱分辨率较低。这种方法导致识别出 11 个新区域，这些区域的特征表明存在有机化合物。
这些区域大部分位于埃尔努特陨石坑的赤道附近，这些区域受到的太阳辐射比之前在陨石坑中发现的有机物质要多。长时间暴露在太阳辐射和太阳风中可能是探测到的信号较弱的原因，因为这些因素会随着时间的推移降低有机物质的光谱特征。
接下来，研究人员使用“黎明”号航天器的 VIR 成像光谱仪对候选区域进行了深入的光谱分析，该光谱仪具有较高的光谱分辨率，但空间分辨率低于 FC2 相机。两种仪器的数据组合对于这一发现至关重要。
在候选区域当中，乌尔瓦拉盆地和亚洛德盆地之间的一个区域脱颖而出，有机物质的证据最为充分。在这个区域，有机化合物分布在一个地质单元内，该地质单元是由撞击过程中喷出的物质形成的，从而形成了这些盆地。
“这些撞击是谷神星经历过的最猛烈的撞击，因此这些物质必定来自比从其他盆地或陨石坑喷出的物质更深的区域，”里佐斯（IAA-CSIC）澄清道。“如果证实了有机物的存在，那么它们的来源就毫无疑问地表明这些化合物是内生物质。”
这些发现得到了参与这项研究的意大利合作者的相关研究的支持。通过实验室实验，该团队证明有机化合物在太阳辐射下的降解速度比之前估计的要快。
鉴于检测到的数量和观察到的降解水平，该研究表明谷神星表面之下一定存在大量有机物质。
“在谷神星这样一个偏远且看似惰性的地方存在有机储层的想法提出了类似情况可能存在于其他太阳系天体上的可能性。毫无疑问，不久的将来，新的探测器将再次造访谷神星，我们的研究将是确定这些任务的观测策略的关键，”Rizos 总结道。

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