穀神星是太陽系中發現的第一顆小行星，自1801 年朱塞佩-皮亞齊發現穀神星以來，天文學家和行星科學家一直對它著迷不已。 穀神星表面因撞擊而形成的嚴重坑洼，讓許多人認為這顆小行星/矮行星並不結冰。

普渡大學和美國國家航空暨太空總署噴射推進實驗室的發現表明，以前被認為是乾燥小行星的穀神星實際上可能由90%的冰組成，這將重塑我們對其結構和歷史的認識。 (矮行星穀神星在這些假色效果圖中顯示，突顯了表面材料的差異）。 圖片來源：NASA/JPL

研究表明，最初被認為是岩石的穀神星主要是冰構成的，這挑戰了先前的觀點。這些發現揭示了穀神星過去可能是一個泥質海洋世界，模擬結果支持其存在堅固的冰殼。 這重新將穀神星定義為研究地外海洋的關鍵地點。

然而，普渡大學和美國國家航空暨太空總署噴射推進實驗室（JPL）最近的研究卻顯示並非如此。 他們現在認為，穀神星主要是冰質的，可能曾經孕育過泥質海洋。 普渡大學地球、大氣和行星科學系的博士生伊恩-帕默羅（Ian Pamerleau）和助理教授邁克-索里（Mike Sori）在《自然-天文學》（Nature Astronomy）上發表了他們的研究成果。 該研究小組與JPL的研究科學家詹妮弗-斯卡利（Jennifer Scully）一起，利用電腦模擬研究了穀神星隕石坑數十億年的變形過程。

根據美國太空總署黎明號太空船的觀測資料繪製的矮行星穀神星。 資料來源：美國國家航空暨太空總署

索里說：『我們認為，在穀神星表面附近有大量的水冰，而且隨著深度的增加，水冰會逐漸減少。人們曾經認為，如果穀神星非常冰冷，那麼隕石坑就會隨著時間的推移迅速變形，就像地球上流動的冰川，或像黏稠流動的蜂蜜。得多。

研究小組的發現與先前認為穀神星相對乾燥的觀點相矛盾。 一般認為，穀神星的冰含量低於30%，但索里的團隊現在認為，穀神星表面的冰含量更接近90%。

索里說：”我們對這一切的解釋是，穀神星曾經是一個’海洋世界’，就像歐羅巴（木星的衛星之一）一樣，但有著一個骯髒、泥濘的海洋。隨著時間的推移，渾濁的海洋結成了冰殼，冰殼中夾雜著一些岩石物質。

帕默羅解釋了他們是如何利用電腦模擬來模擬穀神星上的隕石坑在數十億年的時間裡是如何鬆弛的。

“即使是固體也會在漫長的時間尺度內流動，冰比岩石更容易流動。” 他說：”隕石坑有很深的凹陷，會產生很高的應力，然後鬆弛到較低的應力狀態，透過固態流動形成較淺的凹陷。方式，其中只摻雜了一點點非冰雜質，這就使得冰含量很高的地殼即使經過數十億年也幾乎不會流動。到的缺乏隕石坑鬆弛現象相吻合。

索里是一位行星科學家，主要研究行星地球物理學。 他的團隊研究行星內部、行星內部和表面之間的聯繫，以及太空船任務可能解決的問題。 他的工作涉及太陽系的許多固體天體，從月球和火星到外太陽系的冰凍天體。

「穀神星是小行星帶中最大的天體，也是一顆矮行星。 我想，有時人們會把小而疙瘩的東西當成小行星（它們中的大多數都是！），但穀神星實際上看起來更像一顆行星，」索里說。 “它是一個大球體，直徑在950公里左右，表面有隕石坑、火山和滑坡等特徵。”

2007 年9 月27 日，NASA 發射了黎明號任務。 這項任務是第一個也是唯一一個繞兩個地外目的地–原行星灶神星和穀神星–運行的太空船。 雖然黎明號於2007 年發射，但直到2015 年才到達穀神星。 它繞著這顆矮行星運行到2018 年。

「我們利用『黎明號』資料進行了多次觀測，發現了穀神星上富含冰的地殼，可以抵禦隕石坑的鬆弛。不同的表面特徵（如凹坑、圓頂和滑坡等）表明穀神星的近地表下含有大量的冰，”Pamerleau 說。 “光譜學數據也顯示，這顆矮行星的碎屑岩下應該有冰，重力數據得出的密度值非常接近冰的密度值，特別是不純冰的密度值。我們還獲取了穀神星上一個實際複雜隕石坑的地形剖面圖，並用它來建構我們一些模擬的幾何圖形。

索里說，由於穀神星是最大的小行星，根據從地球上對其質量的一些估計，人們懷疑它可能是任何冰質天體。這些因素使它成為太空船存取的最佳選擇。

“對我來說，如果我們是對的，這一切令人興奮的部分就是我們有一個離地球很近的冰凍海洋世界。穀神星可能是外太陽系中擁有海洋的冰衛星的一個有價值的比較點，例如木星的衛星木衛二和土星的衛星恩克拉多斯，」索里說。 “我們認為，穀神星是宇宙中最容易接近的冰雪世界。 這使它成為未來太空船任務的重要目標。我們在穀神星表面看到的一些明亮特徵是穀神星泥質海洋的殘留物，現在大部分或全部凍結，噴發到表面。

編譯自/ SciTechDaily