第12章 谷神星篇
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谷神星是太阳系中五个已知的矮行星之一，位于火星和木星轨道之间的小行星带中。关于谷神星的起源，科学家们有不同的观点和研究发现。
1. 早期观点
一些研究人员认为，冻结的铵促成了谷神星的形成。但铵只在太阳系外稳定，这表明它起源于远离小行星带的地方。过去，科学家们认为富含铵的矿物质只有通过在太阳系外缘与铵冰接触才能形成，因此谷神星肯定是在太阳系边缘形成的，之后移动至小行星带。
2. 最新研究
来自德国哥廷根马克斯·普朗克太阳系研究所的一组研究人员在康苏斯陨石坑中发现了富含铵的沉积物。这些数据是由美国国家航空航天局的“黎明号”空间探测器所收集的。研究显示铵与含盐沉积物之间存在关联，铵的成分或许早已存在于谷神星的基础之中。渐渐地，它形成了一层厚厚的盐水层，从矮行星的地幔一直延伸至地壳。接着，低温火山活动致使盐水上升。随着时间的流逝，它渗入谷神星的地壳，而地壳吸收了铵。所以，谷神星很有可能起源于小行星带，而非太阳系的外边缘。
3. 其他观点
还有研究人员猜测，谷神星最开始形成于土星之外的轨道上，那里氨含量丰富。在巨行星生长阶段，行星巨大的引力干扰或改变了原行星盘的密度、压力和温度等，这种扰动可能导致行星迁移到离太阳更近的轨道上，这就是为什么谷神星作为外太阳系的“移民”，会被拉进小行星带。
谷神星的起源仍然是一个科学谜题，不同的研究和观点提供了不同的解释。随着科学研究的深入和新数据的收集，我们对谷神星起源的理解可能会发生变化。
谷神星是小行星带内最大的天体，质量占到整个小行星带的25%。它位于火星和木星轨道之间的小行星带内，围绕太阳的轨道是一个偏心率为0.8左右的圆形轨道。远日点距离太阳4.455亿公里，近日点距离太阳大约3.827亿公里。
谷神星的运行轨迹
1.公转周期：谷神星绕太阳公转一周需要大概1689.5天，即4.6年左右。
2.自转周期：自转一圈则需要9小时4分钟。
3.冲日现象：谷神星的公转周期4.6年，会合周期467天，也就是大约1年又3个多月冲日一次。例如，2023年3月20日谷神星冲日，位于后发座，亮度6.9等，冲日前后几天整夜可见，午夜位于正南方。冲日时，谷神星在近日点附近，与地球相距约2.4亿千米，是一次较近也较明亮的冲日，2032年之前都不会再有更亮的冲日了。
探索谷神星
1.探测器：2015年3月，黎明号探测器经历8年的飞行到达谷神星，它也成为人类历史上第一个探索小行星的飞行器。
谷神星对地球的帮助主要体现在以下几个方面：
1. 科学研究价值
谷神星是太阳系中最小的、也是唯一位于小行星带的矮行星，它的研究对于了解太阳系的形成和演化具有重要意义。例如，通过研究谷神星的内部结构和地质活动，可以揭示太阳系早期的地质历史和行星形成的过程。
2. 资源探索
谷神星被认为可能含有丰富的水资源，初步推测水占谷神星体积的40%。这对于未来的太空探索和人类在太空中的长期生存具有重要意义。水资源可以被分解为氢和氧，用于制造火箭燃料和支持人类呼吸。
3. 移民可能性
谷神星的条件比火星更适合人类移民，因为它拥有大量的水资源和氮气，这些都是人类生存所必需的。虽然谷神星的重力较低，但科学家提出可以通过人造磁场和重力改造来创造适合人类居住的环境。
4. 环境保护的启示
谷神星的研究也提醒我们保护地球的重要性。尽管在太阳系中可能存在其他适合人类居住的星球，但目前地球仍然是我们唯一的家园。谷神星的研究可以帮助我们更好地理解地球的生态系统和环境变化，从而采取措施保护我们的地球。
谷神星对地球的帮助主要体现在科学研究、资源探索、移民可能性以及环境保护的启示等方面。随着对谷神星研究的深入，我们可能会发现更多关于太阳系和地球的秘密，这对于人类的未来发展具有重要意义。
谷神星的气候条件是极端寒冷的，平均温度低于零摄氏度，并且缺乏大气层的保护。由于其位于火星与木星之间的小行星带中，距离太阳约20亿千米，因此其表面接收到的太阳辐射相对较少，导致其表面温度极低。
气候特点
1.温度极低：谷神星的平均温度低于零摄氏度，这是由于其距离太阳较远，接收到的太阳辐射较少。
2.缺乏大气层：谷神星几乎没有大气层，这意味着它无法保持热量，也无法提供对生命的保护。
3.地质活动：尽管谷神星的气候条件恶劣，但科学家们发现它的地下可能存在液态水的海洋，这是由于地质活动导致的。例如，谷神星上的奥卡托环形山区域可能存在卤水储层，这些卤水可能是由于地质活动而涌出地面的。
对生命的影响
谷神星的气候条件对生命的存在提出了挑战。然而，科学家们认为，谷神星的地下海洋可能提供了一个适宜生命存在的环境。生命存在需要液态水、能量来源和某些化学成分，而谷神星在这三方面均占一定优势。因此，科学家们并不认为谷神星在天体生物学方面不如其它潜在宜居性的星球。
未来研究方向
1.确认地下海洋的存在：需要进一步的研究来确认谷神星地下海洋的存在，并了解其化学成分和生命存在的可能性。
2.探索大气层和磁场：需要对谷神星的大气层和磁场进行研究，以了解其对气候和生命存在的影响。
3.研究地质活动：需要进一步研究谷神星的地质活动，以了解其对气候和生命存在的影响。
谷神星的气候条件虽然极端，但科学家们对其地下海洋的发现充满了希望，认为这可能是一个适宜生命存在的环境。未来的研究将进一步揭示谷神星的气候和生命存在的可能性。
谷神星是太阳系小行星带上最大的天体，位于火星和木星之间。科学家一直在努力对其构造、成分和地形进行深入研究。以下是关于谷神星地质地貌的详细信息：
地质特征
1.撞击坑：谷神星表面最普遍的地貌特征是撞击坑，其中几个陨石坑的底板已经破裂。断裂模式的地貌分析表明它们类似于月球地板断裂陨石坑（FFc），深度直径比的分析表明，与平均谷神星陨石坑相比，它们异常浅。这两个因素都与FFc底板因低温岩浆侵入而隆起一致。
2.线性结构：千米级线性结构跨越谷神星的大部分地区。其中一些结构呈放射状朝向大陨石坑，很可能是由于撞击过程而形成的。然而，一组仅存在于地形高处的线性结构与撞击坑没有任何明显的关系。地貌分析表明，它们代表地下断层，可能是由于低温岩浆侵入引起的地壳抬升而形成的。
3.圆顶：在谷神星表面发现的圆顶具有多种尺寸（＜10公里至＞100公里）、基底形状和轮廓。它们的形成是否由单一的形成机制负责仍然是一个悬而未决的问题。尽管大多数小土丘（直径＜10公里）更可能是撞击碎片，但对于较大的圆顶来说，低温火山挤压是一种合理的过程。
4.叶状流：叶状流形态的差异表明谷神星上有多个侵位过程，其中已经确定了三种类型的流。1型流在形态上类似于地球和火星上的冰芯流。类型2流量类似于长期跳动的滑坡。类型3流在形态上类似于壁垒陨石坑的流化喷射物毯，假设它们是通过撞击富含冰的地面而形成的。
地貌特征
1.亮斑：谷神星表面的地貌非常符合具有丰富水冰硬壳的特征。科学家已对谷神星部分撞击坑和地面标志进行了命名，并已通过国际天文联合会审核。例如，奥卡托是具有谷神星最亮的亮斑的撞击坑，其直径大约是90千米，深度约为4千米。之前被标记为“亮斑1”的具有明亮斑点的小撞击坑，现在被命名为夏拉尼，其直径大约是30千米。“黎明”探测器可见光和红外映射光谱仪的温度数据显示，该撞击坑的温度可能比它所在区域的其他撞击坑的温度更低。
2.其他撞击坑：丹徒撞击坑的直径大约是120千米，深度是5千米。埃济内撞击坑与丹徒具有相同的尺寸。科学家还命名了克万和雅露德撞击坑。丹徒和埃济内撞击坑均比克万和雅露德的一半还要小。德国航空航天中心的拉尔夫 - 贾曼恩说：“丹徒和埃济内这两个撞击坑非常深，而更大的克万和雅露德则非常浅，表明冰层的移动性会随着撞击坑的大小和年龄的增长而增强。”
3.阿瓦莎撞击坑：位于奥卡托的正南方，大约160千米宽，6千米深，在其中央有一个非常突出的尖挺山峰，高约3千米。
4.阿胡纳蒙斯山：根据美国宇航局黎明号宇宙飞船的观测结果拍摄，显示了矮行星谷神星上最大的一座山。这座山的峰顶海拔4000米，地球上的欧洲勃朗峰将略高于它（从海平面上测量），其两侧有许多明亮的条纹。科学家们已经确定，这些痕迹实际上是阿胡纳蒙斯形成时留下的盐沉积，当时从谷神星内部升起的盐水和泥浆柱，刺穿了谷神星表面，形成了现在在这里看到的这座山。
谷神星是太阳系中五个已知的矮行星之一，位于火星和木星轨道之间的小行星带中。关于谷神星的起源，科学家们有不同的观点和研究发现。
1. 早期观点
一些研究人员认为，冻结的铵促成了谷神星的形成。但铵只在太阳系外稳定，这表明它起源于远离小行星带的地方。过去，科学家们认为富含铵的矿物质只有通过在太阳系外缘与铵冰接触才能形成，因此谷神星肯定是在太阳系边缘形成的，之后移动至小行星带。
2. 最新研究
来自德国哥廷根马克斯·普朗克太阳系研究所的一组研究人员在康苏斯陨石坑中发现了富含铵的沉积物。这些数据是由美国国家航空航天局的“黎明号”空间探测器所收集的。研究显示铵与含盐沉积物之间存在关联，铵的成分或许早已存在于谷神星的基础之中。渐渐地，它形成了一层厚厚的盐水层，从矮行星的地幔一直延伸至地壳。接着，低温火山活动致使盐水上升。随着时间的流逝，它渗入谷神星的地壳，而地壳吸收了铵。所以，谷神星很有可能起源于小行星带，而非太阳系的外边缘。
3. 其他观点
还有研究人员猜测，谷神星最开始形成于土星之外的轨道上，那里氨含量丰富。在巨行星生长阶段，行星巨大的引力干扰或改变了原行星盘的密度、压力和温度等，这种扰动可能导致行星迁移到离太阳更近的轨道上，这就是为什么谷神星作为外太阳系的“移民”，会被拉进小行星带。
谷神星的起源仍然是一个科学谜题，不同的研究和观点提供了不同的解释。随着科学研究的深入和新数据的收集，我们对谷神星起源的理解可能会发生变化。
谷神星是小行星带内最大的天体，质量占到整个小行星带的25%。它位于火星和木星轨道之间的小行星带内，围绕太阳的轨道是一个偏心率为0.8左右的圆形轨道。远日点距离太阳4.455亿公里，近日点距离太阳大约3.827亿公里。
谷神星的运行轨迹
1.公转周期：谷神星绕太阳公转一周需要大概1689.5天，即4.6年左右。
2.自转周期：自转一圈则需要9小时4分钟。
3.冲日现象：谷神星的公转周期4.6年，会合周期467天，也就是大约1年又3个多月冲日一次。例如，2023年3月20日谷神星冲日，位于后发座，亮度6.9等，冲日前后几天整夜可见，午夜位于正南方。冲日时，谷神星在近日点附近，与地球相距约2.4亿千米，是一次较近也较明亮的冲日，2032年之前都不会再有更亮的冲日了。
探索谷神星
1.探测器：2015年3月，黎明号探测器经历8年的飞行到达谷神星，它也成为人类历史上第一个探索小行星的飞行器。
谷神星对地球的帮助主要体现在以下几个方面：
1. 科学研究价值
谷神星是太阳系中最小的、也是唯一位于小行星带的矮行星，它的研究对于了解太阳系的形成和演化具有重要意义。例如，通过研究谷神星的内部结构和地质活动，可以揭示太阳系早期的地质历史和行星形成的过程。
2. 资源探索
谷神星被认为可能含有丰富的水资源，初步推测水占谷神星体积的40%。这对于未来的太空探索和人类在太空中的长期生存具有重要意义。水资源可以被分解为氢和氧，用于制造火箭燃料和支持人类呼吸。
3. 移民可能性
谷神星的条件比火星更适合人类移民，因为它拥有大量的水资源和氮气，这些都是人类生存所必需的。虽然谷神星的重力较低，但科学家提出可以通过人造磁场和重力改造来创造适合人类居住的环境。
4. 环境保护的启示
谷神星的研究也提醒我们保护地球的重要性。尽管在太阳系中可能存在其他适合人类居住的星球，但目前地球仍然是我们唯一的家园。谷神星的研究可以帮助我们更好地理解地球的生态系统和环境变化，从而采取措施保护我们的地球。
谷神星对地球的帮助主要体现在科学研究、资源探索、移民可能性以及环境保护的启示等方面。随着对谷神星研究的深入，我们可能会发现更多关于太阳系和地球的秘密，这对于人类的未来发展具有重要意义。
谷神星的气候条件是极端寒冷的，平均温度低于零摄氏度，并且缺乏大气层的保护。由于其位于火星与木星之间的小行星带中，距离太阳约20亿千米，因此其表面接收到的太阳辐射相对较少，导致其表面温度极低。
气候特点
1.温度极低：谷神星的平均温度低于零摄氏度，这是由于其距离太阳较远，接收到的太阳辐射较少。
2.缺乏大气层：谷神星几乎没有大气层，这意味着它无法保持热量，也无法提供对生命的保护。
3.地质活动：尽管谷神星的气候条件恶劣，但科学家们发现它的地下可能存在液态水的海洋，这是由于地质活动导致的。例如，谷神星上的奥卡托环形山区域可能存在卤水储层，这些卤水可能是由于地质活动而涌出地面的。
对生命的影响
谷神星的气候条件对生命的存在提出了挑战。然而，科学家们认为，谷神星的地下海洋可能提供了一个适宜生命存在的环境。生命存在需要液态水、能量来源和某些化学成分，而谷神星在这三方面均占一定优势。因此，科学家们并不认为谷神星在天体生物学方面不如其它潜在宜居性的星球。
未来研究方向
1.确认地下海洋的存在：需要进一步的研究来确认谷神星地下海洋的存在，并了解其化学成分和生命存在的可能性。
2.探索大气层和磁场：需要对谷神星的大气层和磁场进行研究，以了解其对气候和生命存在的影响。
3.研究地质活动：需要进一步研究谷神星的地质活动，以了解其对气候和生命存在的影响。
谷神星的气候条件虽然极端，但科学家们对其地下海洋的发现充满了希望，认为这可能是一个适宜生命存在的环境。未来的研究将进一步揭示谷神星的气候和生命存在的可能性。
谷神星是太阳系小行星带上最大的天体，位于火星和木星之间。科学家一直在努力对其构造、成分和地形进行深入研究。以下是关于谷神星地质地貌的详细信息：
地质特征
1.撞击坑：谷神星表面最普遍的地貌特征是撞击坑，其中几个陨石坑的底板已经破裂。断裂模式的地貌分析表明它们类似于月球地板断裂陨石坑（FFc），深度直径比的分析表明，与平均谷神星陨石坑相比，它们异常浅。这两个因素都与FFc底板因低温岩浆侵入而隆起一致。
2.线性结构：千米级线性结构跨越谷神星的大部分地区。其中一些结构呈放射状朝向大陨石坑，很可能是由于撞击过程而形成的。然而，一组仅存在于地形高处的线性结构与撞击坑没有任何明显的关系。地貌分析表明，它们代表地下断层，可能是由于低温岩浆侵入引起的地壳抬升而形成的。
3.圆顶：在谷神星表面发现的圆顶具有多种尺寸（＜10公里至＞100公里）、基底形状和轮廓。它们的形成是否由单一的形成机制负责仍然是一个悬而未决的问题。尽管大多数小土丘（直径＜10公里）更可能是撞击碎片，但对于较大的圆顶来说，低温火山挤压是一种合理的过程。
4.叶状流：叶状流形态的差异表明谷神星上有多个侵位过程，其中已经确定了三种类型的流。1型流在形态上类似于地球和火星上的冰芯流。类型2流量类似于长期跳动的滑坡。类型3流在形态上类似于壁垒陨石坑的流化喷射物毯，假设它们是通过撞击富含冰的地面而形成的。
地貌特征
1.亮斑：谷神星表面的地貌非常符合具有丰富水冰硬壳的特征。科学家已对谷神星部分撞击坑和地面标志进行了命名，并已通过国际天文联合会审核。例如，奥卡托是具有谷神星最亮的亮斑的撞击坑，其直径大约是90千米，深度约为4千米。之前被标记为“亮斑1”的具有明亮斑点的小撞击坑，现在被命名为夏拉尼，其直径大约是30千米。“黎明”探测器可见光和红外映射光谱仪的温度数据显示，该撞击坑的温度可能比它所在区域的其他撞击坑的温度更低。
2.其他撞击坑：丹徒撞击坑的直径大约是120千米，深度是5千米。埃济内撞击坑与丹徒具有相同的尺寸。科学家还命名了克万和雅露德撞击坑。丹徒和埃济内撞击坑均比克万和雅露德的一半还要小。德国航空航天中心的拉尔夫 - 贾曼恩说：“丹徒和埃济内这两个撞击坑非常深，而更大的克万和雅露德则非常浅，表明冰层的移动性会随着撞击坑的大小和年龄的增长而增强。”
3.阿瓦莎撞击坑：位于奥卡托的正南方，大约160千米宽，6千米深，在其中央有一个非常突出的尖挺山峰，高约3千米。
4.阿胡纳蒙斯山：根据美国宇航局黎明号宇宙飞船的观测结果拍摄，显示了矮行星谷神星上最大的一座山。这座山的峰顶海拔4000米，地球上的欧洲勃朗峰将略高于它（从海平面上测量），其两侧有许多明亮的条纹。科学家们已经确定，这些痕迹实际上是阿胡纳蒙斯形成时留下的盐沉积，当时从谷神星内部升起的盐水和泥浆柱，刺穿了谷神星表面，形成了现在在这里看到的这座山。