谷神星的临时大气与太阳活动有关

   日期:2020-06-30     浏览:12    评论:0    
核心提示:谷神星的临时大气与太阳活动有关喷气推进实验室Elizabeth Landau美国国家航空航天局的黎明号宇宙飞船测定了谷神星表面上层的氢含

谷神星的临时大气与太阳活动有关
喷气推进实验室Elizabeth Landau

美国国家航空航天局的黎明号宇宙飞船测定了谷神星表面上层的氢含量。蓝色表示氢含量较高的地方,靠近两极,而红色表示低纬度地区的氢含量较低。来源:美国国家航空航天局/姓名/加州大学洛杉矶分校/议员/经销商/ IDA / PSI
长久以来,科学家们一直认为谷神星可能有一个非常微弱的、短暂的大气层,但是关于它的起源和为什么它不总是存在的谜团仍然存在。现在,研究人员认为,这种暂时的大气似乎与太阳的行为有关,而不是谷神星与太阳的距离。这项研究是由美国国家航空航天局“黎明号”任务的科学家和其他之前使用其他天文台发现谷神星上水蒸气的科学家进行的。


“我们认为谷神星的大气变化是太阳活动的产物,”Michaela Villarreal说,他是《天体物理学杂志快报》新研究的第一作者,也是洛杉矶加利福尼亚大学的研究员。

谷神星是位于火星和木星之间的小行星带中最大的天体。当来自太阳的高能粒子撞击这颗矮行星表面裸露的冰和冰时,能量就会在它们碰撞时传递给水分子。这将水分子从地面释放出来,使它们得以逃逸,形成一种可能持续一周左右的稀薄大气。

“我们的研究结果对太阳系其他无空气、富含水的天体也有启示,包括月球的极地和一些小行星,”黎明号任务的首席研究员克里斯·拉塞尔说,他也在加州大学洛杉矶分校。“当太阳活动爆发时,大气也可能从它们的表面释放。”

在2015年“黎明”号到达谷神星轨道之前,一些天文台在特定时间发现了大气存在的证据,而其他的没有,这表明这是一个短暂的现象。1991年,国际紫外探测卫星探测到谷神星的羟基发射,但在1990年没有。然后,在2007年,欧洲南方天文台(European Southern Observatory)的超大型望远镜(Very Large Telescope)搜寻了氢氧化物的释放,但一无所获。欧洲航天局(European Space Agency)的赫歇尔空间天文台(Herschel Space Observatory)曾三次在谷神星可能存在的弱大气层(即“外逸层”)中探测到水,但第四次没有探测到。

2015年3月,当曙光号开始对谷神星进行彻底的研究时,科学家们发现了以冰的形式存在水的充足证据。宇宙飞船的伽马射线和中子探测器(GRaND)已经发现,最上面的表面富含氢,这与广阔的水冰是一致的。2016年发表在《科学》杂志上的一项研究发现,在温度较低的高纬度地区,这些冰离地表更近。在被称为Oxo的明亮的小陨石坑和至少一个一直处于北半球阴影中的陨石坑中,已经直接探测到冰。其他研究也表明,长期被阴影笼罩的陨石坑很可能藏有冰。此外,火山口的形状和其他特征与地壳中显著的水冰含量是一致的。

 

由于有证据表明谷神星有大量的冰,许多科学家认为谷神星的外逸层的形成过程与彗星相似,尽管它们要小得多。在这个模型中,谷神星离太阳越近,由于其表面或附近的冰升华,释放出的水蒸气就越多。

但新的研究表明,彗星的行为可能无法解释探测到和未探测到的弱大气的混合现象。

“升华可能是存在的,但我们认为它还不足以产生我们所看到的外逸层的数量,”维拉利尔说。

比利亚雷亚尔和他的同事表示,过去对瞬态大气的探测结果与来自太阳的高浓度高能质子相吻合。未检测到的情况与这些粒子的较低浓度相符。更重要的是,对谷神星大气最好的探测并不是发生在它最接近太阳的地方。这表明太阳活动,而不是谷神星接近太阳,是产生外逸层更重要的因素。

这项研究始于2016年由克里斯·罗素领导的一项科学研究。这项研究利用大量数据表明,在2015年的6天时间里,谷神星将太阳风中的电子加速到非常高的能量。

在它的轨道上,谷神星正在离太阳越来越近。但太阳现在正处于一个特别安静的时期,预计这一时期还将持续数年。由于他们的研究结果表明谷神星的外逸层与太阳活动有关,研究作者预测在一段时间内这颗矮行星将几乎没有大气层。然而,他们建议其他天文台监测谷神星未来的排放。

曙光号现在的任务是在高度椭圆轨道上研究谷神星。工程师正在maneuverin

 
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