附近的 Dwarf Planet 的地壳可能含有 90% 的水
一颗被认为在肮脏的表面混入了一些冰的矮行星,其凉爽程度可能比我们预期的要凉爽得多。
谷神星 – 最大的天体小行星腰带之间火星和木星– 可能有一个由 90% 以上的水冰组成的地壳。如果是这种情况,则严重坑坑洼洼和伤痕累累的物体可能会有很多关于海洋世界的知识,以及它们完全冻结时的样子。
“我们认为谷神星表面附近有很多水冰,而且随着你越来越深,它的冰会逐渐减少。”行星地球物理学家 Mike Sori 说美国普渡大学。
谷神星于 1801 年首次被发现,有时被称为小行星,因为它在太阳系中的位置。但它是足够大且呈球形被归类为矮行星,就在冥王星大小的一半.
这也是一个相当有趣的怪人。它是唯一比海王星更靠近太阳的矮行星,上面点缀着亮点这可能是其表面有冰火山的证据。
所以那里的水可能最少,但有多少呢?根据表面的火山口,之前的估计认为该数量不超过 30%。
这是因为,如果表面是水冰,科学家们认为它会随着时间的推移逐渐变形,变得越来越光滑和浅。当 NASA 的 Dawn 宇宙飞船2015 年抵达 Ceres,它发现了定义明确的陨石坑,这些陨石坑与研究人员对谷神星是否结冰的预期不一致,因此他们做出了相应的估计。
“人们过去认为,如果谷神星非常冰冷,陨石坑会随着时间的推移迅速变形,就像地球上流动的冰川,或者像粘稠的流淌的蜂蜜。然而,我们通过模拟表明,如果你只混入一点点固体岩石,在谷神星的条件下,冰可能会比以前预测的要强得多。说索里。
利用黎明号任务的数据和对冰冷世界的计算机模拟,由普渡大学的行星科学家伊恩·帕梅洛 (Ian Pamerleau) 领导的一个团队试图调查这一假设是否正确。
他们发现,只需将一点点泥土混入冰中,就可以赋予它足够的结构完整性来保持陨石坑的清脆。
“即使是固体也会在很长的时间尺度上流动,而且冰比岩石更容易流动。陨石坑有很深的碗,会产生高应力,然后松弛到较低的应力状态,从而通过固态流产生较浅的碗。Pamerleau 解释说.
“我们的计算机模拟解释了一种新的冰流动方式,即冰可以在只混合少量非冰杂质的情况动,这将使非常富含冰的地壳即使在数十亿年内也几乎不会流动。因此,我们可以得到一个富含冰的谷神星,它仍然与观察到的缺乏陨石坑松弛相匹配。我们在这些模拟中测试了不同的地壳结构,发现靠近地表的冰含量高的渐变地壳随着深度的增加而逐渐降低,这是限制 Cerean 陨石坑松弛的最佳方法。
研究人员认为,这颗矮行星 90% 以上的地壳可能是水冰,这为了解冰雪覆盖的海洋世界提供了一些见解。在太阳系中有很多这样的卫星,包括木星卫星欧罗巴并且可能木卫三、克罗尼亚卫星恩克拉多斯和米马斯,可能还有天王星的卫星米兰达和爱丽儿.
这些卫星有一层厚厚的冰壳,在冰壳下,人们认为月球和行星之间的引力相互作用产生的热量维持着液态水的海洋。
谷神星不绕行星运行,这意味着没有潮汐活动来保持其内部温暖。研究人员说,任何曾经在那里晃动的海洋都会被完全冻结。
“我们对这一切的解释是,谷神星曾经是一个像木卫二一样的'海洋世界',但海洋肮脏、泥泞。”Sori 说.“随着时间的流逝,那片泥泞的海洋结冰了,它形成了一个冰冷的地壳,里面还夹着一点岩石物质。”
如果是这种情况,则意味着海洋世界看起来可能与我们的预期大不相同。此外,NASA 之前曾向谷神星发送过一艘航天器。它可能会再次这样做——而这颗矮行星可能处于冻洋世界状态,使其成为一个非常有趣的研究目标。
“对我来说,如果我们是对的,那么这一切令人兴奋的部分是,我们有一个非常靠近地球的冰冻海洋世界。谷神星可能是与外太阳系海洋中的冰卫星(如木星的卫星木卫二和土星的卫星土卫二,”Sori 说.
“因此,我们认为谷神星是宇宙中最容易接近的冰冷世界。这使它成为未来航天器任务的重要目标。
该研究已发表在自然天文学.