谷神星中的放射性热驱动了矮行星的破裂地质

By Charles Q. Choi 

2022/8/13

Science & Astronomy

在这个小世界上锯齿状的地形有一个复杂的起源故事。

美国宇航局的黎明号使命捕捉到了这幅矮行星谷神星的图像，揭示它的表面的结构 (Image credit: NASA)

一项新的研究发现，矮行星谷神星内的放射性物质可能帮助推动那里的地质活动。谷神星有一个约为585英里（940公里）的直径，是迄今为止位于火星和木星之间小行星带的最大成员。虽然谷神星是离地球最近的矮行星，但在1801年发现它后的两个多世纪以来，关于它仍然知之甚少，因为它的表面特征甚至对地球上最强大的望远镜几乎不可见的。

然后，在2015年，美国宇航局的黎明号航天器变成环绕谷神星的第一个轨道飞行器。探测器揭示了矮行星的表面被类似于那些来自构造活动的特征覆盖，例如一个大陆一样的高原和纵横交错的裂缝。

谷神星上这些地质活动的迹象令人惊讶，因为它们暗示了这个世界的内部可能仍然是温暖的。最终形成世界的岩石之间的碰撞会能产生热，但之前的研究提出了一个像谷神星这样小的天体应该在很久以前已经冷却掉并失去任何这样的热。

现在的研究提出来自谷神星内放射性元素衰变产生的热可能帮助保持它地质上活性的。科学团队在六月份的《美国地球物理联盟进展》杂志上详细介绍了他们的发现。

科学家们使用以前应用于更大行星的计算机模型分析了谷神星的内部。他们的结果提出了因为谷神星是相对的小，它缺乏一个足够强大的引力拉力来造成强大的碰撞来加热起它。因此，谷神星可能已经始于寒冷，而不是像地球和类似的更大世界一样热生出来的。

随着时间，谷神星内铀和钍等放射性元素的衰变可能已经加热起了这颗矮行星，直到它的内部变得不稳定。

该研究的主要作者弗吉尼亚理工大学科学学院的地球科学家苏哥特金在一份声明中说，“我会在模型中看到的是突然之间内部的一部分会开始加起热并向上移动，然后另一部分会向下移动”。

这种不稳定性也许解释黎明号使命在谷神星上看到的一些表面特征。例如，它的大高原刚好在矮行星的一侧形成于，另一侧没有类似的东西，它的纵横交错的裂缝聚集在围绕高原的一个位置中。这些特征在一个半球的集中提出了不稳定刚好集中在小行星的一侧。

金在一份声明中说，“原来是你可以在模型中证明在一个半球有这种正在上升的不稳定性的地方，它会导致表面的延伸，这与这些裂缝模式一致”。

这些发现提出谷神星并没有遵循一个行星的典型先热后冷的模式，而是遵循一个冷、热，然后再冷的模式。金在一份声明中说，“我们在这篇论文中展示的是，放射性加热圈靠他自己就足以来创造有趣的地质学”。

金看到谷神星与土星和天王星的小冰冷卫星之间的相似之处。他也期待来研究这些卫星的内部。

金在一份声明中说，“其中一些卫星的大小与谷神星没有太大区别，我认为应用这个模型会真的令人兴奋”。