科學家利用赫歇爾太空望遠鏡的觀測,發現有水氣從穀神星釋出,它也是首顆被確認有水的小行星。
NASA’s Dawn probe — launched in September 2007 and due to arrive at Ceres early in 2015 — could offer answers to such mysteries. “We don’t really have to guess: in a year we’ll be there,” says Christopher Russell, a planetary scientist at the University of California, Los Angeles, and lead investigator for the mission. As well as taking high-resolution images of Ceres, Dawn’s sensors will help to map various minerals on its surface.
穀神星(Ceres)是太陽系內已知最大的小行星,其直徑有950公里,並且本身近乎球形,因此也隸屬矮行星之列。科學家早就懷疑穀神星可能含有水冰,因為它的平均密度只有2g/cm3左右,在表面也有水合礦物的訊號[註一]。這一次科學家將赫歇爾太空望遠鏡(Herschel space observatory)對準穀神星,在四次的觀測中,有三次讀到水氣的訊號,研究結果已發表在Nature期刊上。
科學家使用遠紅外光外差光譜儀(Heterodyne Instrument for the Far Infrared,HIFI)[註二]觀察到:從穀神星表面發射出的熱輻射中,有水氣的吸收譜線。透過模式計算,科學家估計釋出的水氣量每秒至少有1026個水分子、約6公斤左右,雖然水氣量不多,不過,從吸收譜線強度隨時間的變化,配合穀神星9小時的自轉週期,科學家發現水氣是從兩個地點被釋放出來的。至於水氣噴發的機制,究竟是如同彗星,因其表面的冰,接近太陽而受熱昇華,或者是穀神星內部仍有熱源,才加熱內部冰層而造成噴發,還需更多的資料來判斷。
這個觀測引發一個令人費解的問題,為什麼穀神星上的水比灶神星(Vesta)還要多?兩者雖同樣位於小行星帶,一般認為灶神星早已經過大規模的加熱熔融、與火山噴發的洗禮,相對之下,穀神星還未到達岩石熔融的高溫狀態。科學家認為很有可能是,兩者根本形成在太陽系不同的位置,穀神星原先可能誕生在較外圍、較冷的區域,使得水冰得以在此累積,後來再遷徙到現在的軌道。有些科學家認為,過去木星等巨行星的遷移時,可能重力攪動小行星、彗星等小星體,進入或遠離太陽系,而地球上的生命之源-水,也可能是在這個階段抵達地球。
在2007年發射的曙光號(Dawn),預計在2015年探測穀神星,屆時它將幫助我們解答穀神星的水從哪來、又如何來。
註一: Milliken, R. E. ,and Rivkin, A.S., Brucite and carbonate assemblages from altered olivine-rich materials on Ceres, Nature Geoscience 2, 258 – 261 (2009)
註二: HIFI instrument
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