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什么是Ceres里面?新研究表明,谷神星内部有弱点

这位艺术家的概念展示了一个关于Ceres内部结构的图表,它基于来自美国宇航局黎明任务的矮行星引力场数据。

em新的研究表明,Ceres的内部很薄弱,在其历史早期的加热阶段,水和其他轻质材料部分与岩石分离。 / em

在由美国宇航局黎明号航天飞机返回的数万张照片中,Ceres内部不可见。但科学家们拥有强大的数据来研究Ceres的内部结构:Dawn自己的动作。

由于重力支配了Ceres的黎明轨道,科学家们可以通过跟踪飞船运动的细微变化来测量Ceres重力的变化。科学家利用来自黎明的数据,首次在“自然”杂志的一项新研究中绘制了Ceres引力的变化图,这项研究为矮行星的内部结构提供了线索。

“这项新数据表明,Ceres的内部很薄弱,水和其他轻质材料在历史早期的加热阶段与岩石部分分离,”该研究的主要作者兼太阳系动力学小组主管Ryan Park说。在美国宇航局喷气推进实验室,帕萨迪纳,加利福尼亚州。

Ceres的重力场是通过监测发送给黎明的无线电信号来测量的,然后由美国宇航局的深空网络接收回地球。该网络是全球三个地点的大型天线的集合,与星际航天器进行通信。使用这些信号,科学家们可以测量太空船的速度到每秒0.004英寸(0.1毫米)的精度,然后计算重力场的细节。

Ceres有一个称为“流体静力学平衡”的特殊性质,这在本研究中得到证实。这意味着Ceres的内部足够薄弱,其形状受其旋转方式支配。科学家通过比较Ceres的重力场和它的形状得出了这个结论。 Ceres的流体静力平衡是天文学家在2006年把身体分类为矮行星的原因之一。

数据表明,Ceres是“有区别的”,这意味着它具有不同深度的组成不同的层,最密集的层位于核心层。科学家们也发现,正如他们所怀疑的那样,Ceres比地球,月球,小行星Vesta(Dawn的前一个目标)以及我们太阳系中的其他岩石体密度要小得多。此外,长期以来,Ceres一直怀疑含有低密度材料,如水冰,研究显示它与岩石材料分离并与其他轻质材料一起上升到外层。

Park说:“我们发现,Ceres内部的不同层之间的分界比太阳系中的月球和其他行星更不明显。” Park说:“地球具有金属核心,半流体地幔和外壳,具有比Ceres更明确的结构。

科学家们还发现,塞雷斯的高海拔地区在内部取代了大量物质。这类似于一艘船漂浮在水面上的情况:流离失所的水量取决于船的质量。同样,科学家得出结论:Ceres的弱地幔可能被最外层的群山和其他高地形推到一边,就好像高海拔地区浮在下面的物质上一样。这一现象在包括地球在内的其他星球上都有观察到,但这项研究是第一个在Ceres确认的现象。

内部密度结构,基于新的重力数据,教授科学家关于Ceres早期历史中可能发生的内部过程。通过将这些新信息与黎明时期关于Ceres表面组成的先前数据相结合,他们可以重建历史:水在古代地下一定是流动的,但内部没有加热到硅酸盐融化的温度,金属核心形式。

“我们从以前的黎明研究中得知,Ceres内部一定存在水和岩石之间的相互作用,”JPL的共同作者,Dawn的副首席研究员Carol Raymond说。 “结合新的密度结构,告诉我们Ceres经历了复杂的热历史。”

来源:喷气推进实验室Elizabeth Landau