谷神星发现液态水证据 或源自奇特"冰火山"喷发

艺术家印象图显示水从矮行星谷神星两处源头里脱气

大多数环绕太阳的小行星位于火星和木星轨道之间的小行星带

　　近日天文学家在矮行星谷神星上发现了水，后者是以水蒸汽羽流的形式喷射入太空，它很可能来自行星表面类似火山的冰间歇泉。利用欧洲航天局的赫谢尔天文台，科学家们检测到水蒸气从谷神星两处地区喷射出来，谷神星是一颗矮行星，同时是太阳系内最大的小行星。这些水很可能是从冰火山里喷发而出，或者是冰的升华形成水蒸气云。

　　“这是首次在谷神星和小行星带内清晰的检测到水，”研究首席作者、欧洲航天局的迈克尔-库伯斯（Michael Küppers）这样说道。这项研究被发表在1月22日的期刊《自然》上。这项研究对于谷神星是如何形成的具有启示意义。它还支持了表明行星在形成过程中会在太阳系内到处移动的模型。

　　谷神星是一颗白矮星，也是一颗巨大的小行星（取决于如何定义它），它是小行星带里最大的天体，运行轨道为2.8个天文单位（一个天文单位相当于地球和太阳的距离）。这条“雪线”将太阳系分割为位于小行星带内的干燥天体，以及例如更远的彗星的多冰天体。但在谷神星上发现水的存在暗示了两者之间存在混合。

　　科学家们怀疑谷神星上存在水已经有30年。1991年的一项研究发现了水以氢氧化物的形式存在的证据，后者是水分解的产物。但这项发现并未被后续观测所证实。现在，库伯斯和他的同事证实了这项发现。

　　研究人员利用赫谢尔天文台的光谱仪寻找水的信号。谷神星附近的水蒸气云层吸收了矮行星辐射的热量，研究小组发现谷神星表面每秒钟会产生2×10^26个分子的水蒸气，重量相当于6千克。

　　这些水的可能来源之一是冰火山。“就像炙热的物质从内部喷发至表面的火山活动一样，”库伯斯说道——非常类似于间歇泉。唯一的差别是这些冰火山喷发的不是熔岩，而是水蒸气。另一种可能性是谷神星表面附近的冰升华了，或者从固体直接变为气体，同时拖拽星球表面尘埃从而产生更多的冰，这一相似的过程也发生在彗星上。

　　“我个人认为彗星类型的升华是更可能的来源，因为我发现在太阳系发展的整个过程中维持内部热量非常难，不足以维持火山的形成和喷发。”库伯斯说道，但他也补充表示需要更多研究证实这一点。

　　美国宇航局黎明号宇宙飞船预计将于2015年早期进入谷神星附近轨道，它或可能帮助解答有关谷神星上的水的疑问。黎明号宇宙飞船近期拜访了小行星维斯塔，一个表面被火山喷发覆盖的裸露世界。

　　“有关小行星起源和进化的众多令人迷惑的问题之一便是，为什么维斯塔和谷神星如此迥然不同，”美国奥兰多佛罗里达中央大学的天体物理学家亨伯托-坎平斯(Humberto Campins)和克里斯汀-康福特（Christine Comfort）在同样发表在期刊《自然》上的另一篇文章中写道。

　　水蒸气可以传输大量的热，因此当46亿年前谷神星形成时，水冰的升华可能将大量的热消散至太空，坎平斯和康福特这样写道。“这可能是导致谷神星没有类似维斯塔那样火焰般的表面的原因。”

　　谷神星表面检测到水的存在支持了太阳系的模型，也即巨大的行星，例如木星，迁移到现在的位置，同时融合了太阳系外层和内层的物质。这种混合可能导致谷神星和维斯塔远离了它们最初形成的位置。谷神星最初形成的位置可能距离目前位置并不远，但它积累了大量来自更远处的物质，库伯斯说道。这项发现还表明小行星可能传递了某些地球海洋里的水。