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(1)谷神星上亮点的升华

自然体积528，页面237 - 240 (2015）引用本文

主题

摘要

矮行星(1)谷神星，主小行星带中最大的天体1平均直径约950公里，与太阳的平均距离约为2.8个天文单位(一个天文单位为地日距离)。热演化模型表明它是一个具有潜在地质活动的分化体2，3.．不像在木星和土星的冰冷卫星上，潮汐力负责将盐水喷射到太空中，谷神星上没有潮汐力。在没有这种力量的情况下，主小行星带中的大多数物体在地质上都是惰性的。最近的发现4谷神星附近的水蒸气吸收和先前在谷神星附近和谷神星上探测到的结合水和OH(参考文献5，6，7)引起了人们对地表冰可能存在的兴趣。在这里，我们从轨道成像仪上报告谷神星上局部明亮区域的存在8．这些不寻常的区域与水合硫酸镁混合黑色背景材料一致，尽管其他成分也有可能。特别令人感兴趣的是Occator陨石坑底部的一个明亮的坑，它显示出可能是水冰的升华，在陨石坑内产生了雾霾，这些雾霾每天都有节律地出现和消失。缓慢移动的凝结冰或尘埃颗粒9，10也许能解释这雾霾。我们得出结论，谷神星一定是从“雪线”之外吸积的物质。11，这是水分子凝结到太阳的距离。

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图1:谷神星表面增强的彩色马赛克。
图2:谷神星上最亮点的透视图。
图3:谷神星颜色光谱。
图4:Occator陨石坑在不同时间的视图。

参考文献

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下载参考

确认

我们感谢黎明号运行团队在谷神星的开发、巡航、轨道插入和运行。我们还要感谢FC运营团队，特别是P. G. Gutierrez-Marques, I. Hall和I. Büttner。FC项目由马克斯·普朗克学会和德国航天局DLR资助。

作者信息

作者及隶属关系

  1. 马克斯普朗克太阳系研究所，哥廷根，德国

    A.纳瑟斯，M.霍夫曼，M.谢弗，L.勒科雷，V.雷迪，T.普拉茨，U.克里斯滕森，T.谢弗，J.里普肯，H.瑟克斯，G. S.唐贾姆和J.- b。文森特

  2. 美国亚利桑那州图森市行星科学研究所

    L.勒科雷，V.雷迪，J.-Y。李，d·p·奥布莱恩和m·v·赛克斯

  3. 温尼伯大学，加拿大温尼伯

    E. A.克劳提斯，D. M.艾普林，井泽先生

  4. 柏林自由大学，柏林，德国

    T. Kneissl和N. Schmedemann

  5. 克劳斯塔尔技术大学，克劳斯塔尔-泽勒菲尔德，德国

    k .鲁如坤等

  6. 加州大学洛杉矶分校(UCLA)，美国加州洛杉矶

    c·t·罗素

  7. 约翰·霍普金斯大学，美国马里兰州劳雷尔

    d·l·布茨科夫斯基

  8. 皇家安大略博物馆，多伦多，加拿大

    井泽先生

  9. 德国，布伦瑞克

    h·u·凯勒

  10. 布朗大学，普罗维登斯，罗德岛，美国

    c·m·彼得

  11. 喷气推进实验室，帕萨迪纳，加利福尼亚州，美国

    C. A.雷蒙德

  12. 美国德克萨斯州休斯顿月球与行星研究所

    申克

  13. 乔治亚理工学院，美国佐治亚州亚特兰大

    B. E.施密特

作者
  1. 答:纳逊
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  2. m·霍夫曼
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  3. m·奇科夫
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  4. L. Le Corre
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  5. 诉Reddy
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  6. t .广场
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  7. E. A. Cloutis
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  8. 美国克里斯坦森
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  9. t -尼塞尔
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  10. J.-Y。李
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  11. k .鲁如坤等
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  12. n Schmedemann
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  13. t·奇科夫
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  14. c·t·罗素
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  15. d·m·艾普林
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  16. d·l·布茨科夫斯基
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  17. 井泽先生
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  18. h·u·凯勒
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  19. d·p·奥布莱恩
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  20. c·m·彼得
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  21. C. A.雷蒙德
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  22. j·瑞普肯
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  23. 申克
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  24. B. E.施密特
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  25. h . Sierks
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  26. M. V.赛克斯
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  27. g·s·唐加姆
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  28. J.-B。文森特
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贡献

各自的观测是由黎明号科学操作团队计划的，包括a.n.、m.h.、m.s.、c.a.r.、C.T.R.和j.r.a.n.、m.h.、l.l.c.、v.r.、t.p.、e.a.c.、m.r.m.i.、d.m.a.、N.S.和T.K.参与了数据分析。手稿由a.n.， m.h.， m.s.， l.l.c.， v.r.， t.p.， e.a.c.， N.S.和T.K.撰写，并由所有作者审阅和更新。

相应的作者

对应到答:纳逊．

道德声明

相互竞争的利益

作者声明没有相互竞争的经济利益。

扩展的数据图形和表格

图1清除滤镜马赛克和明亮材质(红色)和全局轮廓(蓝色)的位置。

谷神星的背景图以等矩形投影显示，结合了旋转表征3阶段在约14000公里(RC3)距离上的两个不同序列的观测数据的FC透明滤波马赛克。不同拉伸的几个马赛克(所有来自RC3阶段的序列)已用于线性特征的映射。断裂和圆形特征的对齐都已用蓝色表示。前者可能对应断层，后者可能是坑坑链或次生坑链。明亮的材料表面是指在0.55 μm处的绝对反射率大于0.037的材料表面。

扩展数据图2 Occator陨石坑内部。

一个来自高海拔测绘轨道的Occator陨石坑中心的图像(FC图像40752，分辨率约为140米/像素)，在其一端显示出曲线状的凹陷和平滑的池塘状特征(中心上方的箭头)。最后一个特征可能的解释是以前的短期液流材料。b， Occator陨石坑内的中央和外围亮点。采用非线性拉伸来增强亮点的内部结构。c， 3D浮雕(需要佩戴红青色眼镜才能看到这一3D场景)显示了Occator陨石坑的东北部部分。在图像中心清晰可见边缘明确的流瓣。注意，次级亮点出现的范围受限于流瓣的范围。在火山口的北部，可以观察到壁物质的广泛滑坡。插图(图片40736和40752)如果在50厘米的距离上观看，垂直夸张了1.9。标尺上方的箭头指向北方;比例尺有7公里长。

图3陨石坑计数面积、叠加陨石坑和模型年龄。

上图显示了Occator陨石坑喷流层上的陨石坑计数区(蓝色轮廓)和测量的陨石坑(红色轮廓)(FC图像40498、40499、40736、40737、40753、40768、40991和41006)。根据绘制的陨石坑大小-频率分布，我们推导出了Occator陨石坑形成的模型年龄为78±5 Ma(下图)，显示在累积图(左)和微分图(右)中。为了模拟绝对年龄，我们使用了ref的生产函数(PF)和年代学函数(CF)。31并将等时线拟合到陨石坑直径范围0.5-1.7 km。误差条是每个箱子的累积弹坑数除以计数面积的±平方根——最大的箱子含有较少的弹坑，因此有最大的误差条。参考值N(1)表示每平方公里直径大于1公里的环形山的累积数目。上面的插图显示了使用平均第二近邻距离(' M2CND ')和相邻面积标准偏差(' SDAA ')方法对测量的陨石坑种群进行基于蒙特卡罗随机分析的结果30.．标准差nσ在蒙特卡洛推导的平均值上下绘制。有关方法的详细信息见参考文献。30.．在这里，观测到的陨石坑种群图在3σ表示随机分布的范围。

扩展数据图4 Occator陨石坑三维浮雕。

直径90.5公里的陨石坑内部以丰富的梯田和光滑的内地板表面为特征。内火山口边缘有些地方呈扇形。谷神星上最亮的中心坑部分是有边缘的。Occator喷射物向外延伸至一个陨石坑的直径，部分或完全掩盖了预先存在的地形和撞击坑。浮雕由FC图像37674和37666组成。如果从50厘米的距离观看，垂直夸张大约是4.5。

扩展数据图5一个未命名的陨石坑的三维浮雕承载特征A。

可容纳特征A的大型陨石坑退化，并以低起伏的陨石坑边缘为标志，部分被后续的撞击陨石坑侵蚀。它的内部展示了一个密集的坑洞地板和一个不对称的圆顶。明亮的物质暴露在更大的退化陨石坑及其附近壁上直径10公里的陨石坑内。3D浮雕由FC图像38409和38407组成。如果从50厘米的距离观看，垂直夸张大约为3.0。

图6谷神星和地面光谱的平均FC色谱(' FC RC1 ')。

地面光谱(' SMASS sp41 '， ' 24COLOR '和' FC Ground-based ')是谷神星的比较。地面望远镜获得的谷神星光谱通常显示出很大的变化。使用FC备用滤波器的谷神星地面平均光谱35，除滤光片为0.44 μm外，与飞行光谱基本一致。我们注意到，地面光谱是在不同的观测几何图形下获得的，与飞行数据相比，没有进行光度校正。地面光谱“SMASS sp41”和“24COLOR”可在http://sbn.psi.edu/pds/archive/asteroids.html．“FC地面”频谱在参考文献中给出。35．

扩展数据图7雾霾云强度分布图。

来自FC透明滤镜图像的两个通量剖面穿过Occator陨石坑的中心部分(由红线表示;见插图)。通量单位为像素数(~1.5 km × 1.5 km)。每个剖面都穿过最亮点和第二亮点的中心(见插图，中午图像37113)。选择了两幅图像，第一张(37113)显示了低入射和高发射角度的场景，即当地中午附近的斜视图(“正午剖面”)。第二幅图像(36681)是在发射和入射的高角度下获得的，显示了当地日落附近的斜视图(“日落剖面”)。“正午剖面”显示了两个峰之间的信号增强，而“日落剖面”则没有显示这一点。这种增强最好的描述是背景的抛物线拟合，忽略信号峰值(“雾霾的抛物线拟合”)。这种拟合的形状与Occator陨石坑在最大日照下的漫射光散射成分一致，在非常斜的角度观察到，这增加了穿过该层的光路的长度，类似于与雾霾层相关的现象。

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内瑟斯，A.，霍夫曼，M.，谢弗，M.。et al。(1)谷神星上亮点的升华。自然528， 237-240(2015)。https://doi.org/10.1038/nature15754

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