黎明探针在Ceres极地地区发现水冰

点击次数:1   更新时间:2018-05-15   【关闭

北极视图:颜色显示了Ceres景观的不同高度。这些数字指的是十个陨石坑,马克斯普朗克太阳系研究所位于哥廷根的框架摄像机发现了水冰。

em赫歇尔望远镜和黎明航天器已经观测到从Ceres发射的水汽,Dawn航天器在Ceres的极地地区发现了水冰。 / em

美国黎明太空探测器自2015年3月以来一直在火星和木星之间的小行星谷神星轨道上运行。得益于马克斯普朗克太阳系研究所两款相同的相机(MPS),框架相机,矮行星几乎完全映射。在目前的一项研究中,由MPS的科学家领导的一个小组报告了谷神星最北部的地区,哥廷根的相机表现出了非常特别的成就:他们在几乎永恒黑暗的地方拍摄了水冰堆积物。

托马斯普拉茨是现在发表在新天文学专业杂志上的研究的主要作者。 “使用我们的相机,我们观察北极65至90度北极附近的陨石坑。其中一些陨石坑至少部分处于永恒的黑暗中,这意味着它们永远不会被阳光照射。原因是Ceres的旋转轴的倾斜角度只有4.028度,“MPS Framing Camera团队的成员解释道。小的轴向倾角意味着太阳永远不会从Ceres的极地地区上空远高于地平线上升。这又意味着像火山口墙等障碍物投下长长的阴影;极地地区的很多地区甚至在永恒的夜晚笼罩着。尽管阳光不会直接落在这些位置上,但是例如,从附近的直接照射的火山口壁反射的微量散射光也会到达它们。相机可以使用这种弱光,探索黑暗。这是如何遇到几个明亮的矿床 - 水冰。

狩猎冰沉积是一项艰巨的工作:在634个确定的具有永久性黑暗区域的陨石坑中,在框架相机的图像中发现了10个在其内部具有明显亮点的陨石坑。一个比较年轻的火山口,仍然未命名,但暂时称为第二号,在这里扮演着特殊的角色;它位于北69.9度,直径3.8公里。那里的明亮沉积物延伸到永久黑暗之外,直接进入有时被阳光直射照射的区域。 “这为利用由意大利航天局提供的Dawn VIR(可见光和红外光谱仪)机载仪器分析从那里反射的光提供了机会,”MPS Framing Camera实验的负责人Andreas Nathues解释说。 “我们可以清楚地看到水冰的光谱特征,但无法找到其他冻结的气体。”科学家们假设其他明亮的矿床也主要是水冰。

1号火山口,内部大面积永久黑暗(a) 。在弱散射光下,取景摄像机可以拍出明亮的冰层(b)。在图(c)至(e)中示出了具有黑暗区域的2号火山口。 (d)所示的冰块延伸到直接照射的区域(e)。

科学家们一直认为,Ceres的内部含有大量的冰,因为它的密度非常低 - 每立方厘米2.1621克。现在,这是第二次直接在地表上发现水。目前的结果与欧洲空间局欧空局运行的赫歇尔望远镜的测量结果相一致,欧洲空间局欧空局在2014年测量了靠近谷神星的水汽。此外,2015年12月,哥廷根的马克斯普朗克研究人员使用成帧摄像机在两个陨石坑

发现经历直射阳光的Ceres表面部分的冰层在长时间的地质时期发现不稳定。矮生植物没有气氛,因此冰一旦到达地表,冰就会在相对较短的时间内升华。这意味着它直接从冰转变为气态。在永久黑暗的地方,因此非常寒冷,在温度降至零下163摄氏度以下的地方,冰可以存活很长一段时间。

“我们知道冰矿床存在于极地我们的月亮和水星这两个星球也没有气息。这些冰层沉积可以解释为诸如彗星影响等外部事件的结果,“Nathues说。然而,Ceres附近的陨石坑含有可能是Ceres本土的冰,即它主要来源于Ceres本身,“Platz解释道。正如柏林自由大学研究的共同作者已经能够在模拟中展示的那样,例如,最初造成奥科陨石坑的影响可能已经炸掉了存在于地表下方的冰冷的岩石,并将其抛掷为与极地地区一样

出版物:T. Platz等人, “Ceres北部阴影区域的地表水冰层沉积物”,Nature Astronomy 1,文章编号:0007(2016)doi:10.1038 / s41550-016-0007

Source:Max Planck Institute