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矮行星穀神星的Urvara隕石坑發現鹽沉積物和有機化合物

发表于 2025-11-02 13:47:47 来源：陳皮牛肉網

矮行星穀神星的Urvara隕石坑發現鹽沉積物和有機化合物
（神秘的地球uux.cn報道）據cnBeta：矮行星穀神星上的第三大隕石坑在其形成後的許多百萬年裏至少有一次地質活動。在最近發表在《自然通訊》雜誌上的一項研究中，來自馬克斯-普朗克太陽係研究所（MPS）、明斯特大學（WWU）和印度布巴內斯瓦爾的國家科學教育和研究所（NISER）的研究人員提出了迄今為止對Urvara隕石坑最詳細的研究。
他們首次評估了來自美國宇航局（NASA）的“黎明號”任務最後階段的相機圖像，這些圖像顯示了隻有幾米大小的地質結構。“黎明號”探測器於2015年進入圍繞這顆矮行星的軌道，並近距離研究了大約三年半的時間。研究人員認為，與Occator隕石坑一樣，Urvara隕石坑可能是低溫火山活動的地點。這項研究支持這樣一種說法，即在穀神星的地殼下有一個全球性的鹽水海洋，其中一些可能在今天仍然是液體。
矮行星穀神星的表麵有許多大坑，它是小行星帶中最大的天體，直徑約為960公裏。這些隕石坑中最引人注目的可能是位於北半球的Occator。其內部的亮點在“黎明號”的接近階段已經清晰可見，原來是地下鹽水的殘留物，這些鹽水通過低溫火山過程上升到表麵，直到最近的地質時代。在另一個名為Ernutet的大隕石坑中，有證據表明有暴露的有機化合物，因此有非常複雜的化學作用。在他們的最新出版物中，由MPS領導的研究人員現在將他們的注意力轉向了Urvara隕石坑。它位於南半球，是穀神星的第三大隕石坑，直徑為170公裏。約2.5億年前形成它的撞擊被認為揭示了來自50公裏深處的物質。
“穀神星上的大型撞擊結構使我們能夠進入這顆矮行星的更深層，”MPS的Andreas Nathues解釋說，他是當前研究的第一作者和黎明號攝影小組的首席調查員。他補充說：“事實證明，目前穀神星一些大隕石坑的地形和礦物學組成是複雜而持久的地質過程的結果，這些過程改變了這顆矮行星的表麵。”
研究人員需要高分辨率的成像和光譜數據來盡可能準確地追蹤這些過程。對Urvara隕石坑最精確的觀測數據是在“黎明號”的延長任務中獲得的：在最初設計為兩年的主要任務結束後，剩餘的燃料足以飛行更大膽的高橢圓軌道，將航天器帶到距離表麵35公裏以內。在這一階段，兩台“黎明號”定格相機，即該任務的科學相機係統，拍攝了一些圖像，其中可以識別出幾米大小的結構。該攝像係統是在MPS的領導下開發和建造的，並在任務期間由MPS操作。
Urvara隕石坑的高分辨率圖像顯示了一個地質學上明顯的多樣化景觀。多個階梯狀的隕石坑壁包圍著撞擊盆地；最突出的特征是在離隕石坑中心稍遠的地方升起一座長約25公裏、高3公裏的山脈。它的南麵是崎嶇不平的懸崖，到處都是巨石--以及偶爾的明亮物質，讓人想起奧卡托火山口著名的亮點。此外，圖像顯示了一個深深的中央凹陷，一些地區的表麵非常光滑，還有一些點綴著許多較小的圓形凹陷。
"我們的分析顯示，火山口的不同區域具有非常不同的年齡，"WWU行星學研究所的Nico Schmedemann說。"年齡差異高達1億年。他補充說："這表明，在火山口實際形成後的很長一段時間內，有一些過程在起作用。對於這種類型的研究，研究人員計算覆蓋在無大氣的天體的每一個表麵的小火山口。因為較老的表麵有更多的時間來 “積累”這種較小的小行星的撞擊，它們比年輕的表麵有更多的隕石坑。此外，不同時間的轟擊強度的模型在確定確切的年齡方麵也起著作用。
根據這些模型，Urvara隕石坑中最原始的區域大約有2.5億年曆史。這個時間標誌著隕石坑本身的形成。隕石坑內較年輕的表麵包括廣泛的光滑、黑暗的區域，以及可能是由地下的氣體泄漏形成的坑洞。
使用相機係統的彩色濾光片拍攝的圖像提供了關於隕石坑動蕩曆史的進一步線索。它們可以得出結論，某些表麵反射到空間的可見光的波長範圍--從而幫助推斷其礦物學組成。事實證明，這些明亮的物質是鹽類。由意大利航天局提供給這次任務的“黎明號”VIR光譜儀的數據也表明，有機化合物已經與鹽分一起沉積在中央山脈以西的斜坡上。這樣的鹽分沉積和有機化合物的組合以前還沒有被觀察到。有機化合物的沉積似乎也比較“年輕”。
“穀神星上有機物的起源和形成仍然是有趣的開放性問題，對穀神星的整體地質曆史以及與天體生物學和可居住性的潛在聯係有重要影響。”NISER-科學家Guneshwar Thangjam說：“我們認為在南半球的Urvara盆地發現的有機物與北半球的Ernutet隕石坑的有機物豐富區域不同，將幫助我們回答這些問題。該團隊正在使用FC和VIR光譜數據研究這些方麵。”
“總的來說，Urvara隕石坑向我們展示了一個絕對複雜的畫麵，我們還沒有完全理解，這為兩種解釋留下了空間，” Andreas Nathues總結說。例如，形成Urvara隕石坑的撞擊可能將鹽分從矮行星的內部運送到表麵。然而，一些證據表明，鹽水反而參與其中，從內部升起並啟動了進一步的過程。目前還不清楚這些鹽水是到達了地表還是僅僅積聚在地表之下。
不管確切的解釋是什麽，目前的結果加強了“黎明號”任務近年來對這顆矮行星的描述：這是一個地質活躍的天體，其地殼下有不同深度的鹽水層。這些可能與早期的次表層海洋有關，其中也含有有機化合物。盡管穀神星距離太陽很遠，但由於溶解了鹽分，這種鹽水今天仍然可以在大約40公裏深處的大型液體水庫中存在。

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