美国宇航局的黎明号太空探测器发回的第一批图像直接揭示了谷神星表面的神秘亮斑,谷神星是火星和木星之间小行星带中最大的物体。科学家和普通大众都对这些类行星雀斑着迷。
现在,一组科学家正在使用一架基于地球的望远镜来研究谷神星上的斑点以及这颗矮行星表面的其他变化。他们的研究结果似乎支持了这样一种观点:在奥卡托陨石坑(这些斑点所在的地方),阳光可能会定期地把冰变成水蒸气。他们
但是,
杏耀娱乐移动客户端下载。,研究结果也表明,从冰到蒸汽的变化速率可能是不规则的,并且与谷神星的昼夜循环不完全吻合。这些早期的发现也表明,当黎明号探测器完成任务时,类似的观测结果可以用来研究这颗矮行星。
早在2015年3月黎明号探测器到达谷神星之前,哈勃太空望远镜就对其进行了研究。但是谷神星是如此的小、模糊和遥远,杏耀挂机以至于哈勃都无法提供岩石地貌的详细图像。哈勃确实发现了表面上亮点的变化,但只有“黎明”号能够提供这些华丽的快照,并揭示这些亮点很可能是由含水的硫酸镁(在地球上被称为泻盐)构成的。
谷神星太远了,地面望远镜无法像“黎明”那样观测到它。但科学家们擅长绕过这些障碍,并以间接的方式收集信息。
举个例子:新的研究表明,通过使用地面望远镜研究谷神星表面反射的阳光,并将其与这颗矮行星的自转速度进行比较,就有可能收集有关谷神星表面特征的信息。
这听起来可能有点复杂,但这种方法依赖于一个非常基本的物理原理,称为多普勒频移,它表明,当一个波向观察者移动时,它被压缩了,给它一个稍微高一些的频率。当波远离观测者时,它会被拉伸,从而得到一个较低的频率。这就是为什么当一辆救护车朝你开过来的时候,它的警笛声会更高,而当救护车朝你开过来的时候,它的警笛声会更低。
当谷神星自转时,它的一边朝向地球,另一边则远离地球。结果,反射在其表面上的阳光会发生多普勒偏移——一边是波被拉伸,另一边是波被压缩。
光线被压缩或拉伸的程度取决于谷神星旋转的速度有多快(就像救护车的速度将决定警报声的音高有多高或多低),这意味着测量多普勒频移可以揭示谷神星的旋转速度。
但有一个问题:谷神星表面的变化也会引起反射太阳光频率的轻微变化。通过一些非常细致的工作,一组科学家认为他们第一次证明了这项技术可以用于研究黎明后很久谷神星表面的日常变化。
这项新工作是在智利的欧洲南方天文台(ESO) La Silla天文台使用HARPS仪器完成的。研究人员表示,他们已经成功地证明,这项技术可以精确地测量谷神星表面及其亮点反射的光线的多普勒位移。利用之前对谷神星速度的测量(通过其他方法),研究小组发现,它能捕捉到地表反射太阳光的变化——这意味着,谷神星表面很可能发生了变化。
“结果出人意料,”安东尼诺·兰扎(Antonino Lanza)在欧洲南方天文台的一份声明中说。他是这项新研究的合著者,也是意大利国家天体物理研究所卡塔尼亚天体物理观测站的副天文学家。“我们确实发现了谷神星自转所带来的光谱变化,但也有相当多的其他变化。”
大约在同一时间,兰扎和他的同事们准备他们的作品出版,另一组发表工作基于黎明,收集的数据显示,冰冷的材料或附近的闪闪发光的亮点可能将直接转化为蒸汽加热的阳光,然后它们冷却回冰斑点脸远离太阳时。一般来说,水蒸气反射太阳光的方式不同于纯冰,而表面物质相位的其他变化也会导致反射亮度的变化。因此,兰扎和同事们得出结论,新论文中报道的发现有可能与那些使用“黎明”号数据进行的独立观察有关。
然而,论文作者警告说,这只是对他们发现的一种解释,杏耀下载而不是一个具体的结论。这项新研究的主要作者、INAF里雅斯特天文台(INAF Trieste Observatory)的研究员保罗·莫拉罗(Paolo Molaro)在一封电子邮件中告诉Space.com,目前他们只能证实,他们已经探测到谷神星表面反射率的变化。他们还不能确定是什么引起的。而且,科学家们需要在黎明前进行进一步的观测,以确定这些蒸汽/冰的循环是否真的发生在这些亮点附近。
莫拉罗写道:“黎明的照片提供的信息要丰富得多,而研究这些神秘地点的性质则取决于他们。”“但是……我们的技术是一种新技术,以前从未尝试过,因为它需要非常精确的测量。当太空任务完成时,我们的技术将非常有用。”
同样值得注意的是,新发现并没有显示出谷神星每次完全旋转时反射率的规律性变化。结果表明,冻结和解冻可能需要超过一个昼夜循环才能完成,反射率的变化可能在几天甚至几个月的时间内发生变化。
研究人员在新论文中说,这项新工作表明,地面望远镜有可能“监测谷神星的日常活动,这种活动在(黎明号)任务结束后还会继续。”即使地面望远镜无法提供这些令人瞠目结舌的照片,它也可能成为未来研究谷神星的一个有价值的工具。