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明亮的碳酸盐沉积物作为谷神星上水蚀变的证据

摘要

矮行星谷神星典型的黑暗表面被高得多的反照率区域所点缀,最显著的是在Occator陨石坑1.这些明亮的小区域被初步解释为含有大量水化硫酸镁1相比之下,平均表面是低反照率材料和镁层状硅酸盐、氨化层状硅酸盐和碳酸盐的混合物23.4.在这里,我们报告了谷神星Occator陨石坑明亮区域的高空间和光谱分辨率近红外观测。这些明亮区域的光谱与大量的碳酸钠相一致,构成了太阳系中已知的最集中的外太空碳酸钠。碳酸盐混合了一种深色成分和少量层状硅酸盐,以及碳酸铵或氯化铵。在土星第六大卫星土卫二(Enceladus)的羽流中也发现了其中一些化合物5.这些化合物是内源性的,我们认为它们是卤水结晶的固体残渣和从下面到达表面的夹带蚀变固体。热源可能是瞬态的(由冲击加热触发)。或者,内部温度可能高于地下盐水的共晶温度,在这种情况下,今天谷神星深处可能存在流体。

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图1:Occator陨石坑。
图2:Occator亮区和暗区光谱。
图3:不同吸收强度的空间分布及散点图。
图4:Occator亮物质光谱的光谱拟合。

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确认

我们感谢支持这项工作的下列机构和机构:意大利航天局、美国国家航空航天局(NASA)和德国中心für Luft- und Raumfahrt (DLR,德国)。VIR由意大利航天局资助和协调,由SELEX ES建造,由空间天体物理和行星学研究所和意大利国家天体物理研究所领导,由意大利空间天体物理和行星学研究所运营。这项工作的一部分是在美国加州理工学院的喷气推进实验室进行的,与NASA签订了合同。我们也感谢黎明任务操作团队和取景相机团队。

作者信息

作者及隶属关系

作者

贡献

m.c.d.s., a.r., E.A.和F.G.C.进行了数据分析和校准。M.C.提供了反射光谱的光学常数。m.c.d.s.、C.M.P.和B.L.E.对数据的光谱解释有贡献。所有作者都为讨论结果和撰写论文做出了贡献。

相应的作者

对应到m·c·德·桑蒂斯

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。

额外的信息

VIR的校正数据将透过PDS小天体节点网站(http://sbn.pds.nasa.gov/).

审核人信息自然感谢V. Reddy、A. S. Rivkin和M. M. Zolotov对本工作的同行评审所作的贡献。

扩展的数据图形和表格

扩展数据图1 Occator地板光谱。

Occator陨石坑(黑色)底部反射光谱的光谱拟合(红色),使用与讨论的平均表面相同的端元2.计算出的χ2因为混合物在图中给出了。计算Occator底谱的误差条时考虑了沿256个样品的校准不确定度的平均绝对偏差。

扩展数据图2六水合石光谱拟合。

六水合石(MgSO)混合物的模拟光谱(红色)4h·62O) (30 vol%)与谷神星的平均值(70 vol%)。由于H2O在模拟光谱中1.4 μm、1.95 μm、2.45 μm和3 μm处可见,在Occator亮光谱(黑色)中未观测到。计算Occator谱的误差条时考虑了256个样品校准不确定度的平均绝对偏差。

扩展数据图3与水冰光谱拟合。

光谱拟合(红色)的亮点在Occator(黑色)的反射光谱使用相同的端元讨论的平均表面2并加入水冰(扩展数据表1).所得到的参数将在扩展数据表2.存在的几个吸收是不合适的,并且由最佳拟合模型预测的几个吸收是不存在的。计算出的χ2因为混合物在图中给出了。计算Occator谱的误差条时考虑了256个样品校准不确定度的平均绝对偏差。

图4 Occator亮物质光谱与碳酸盐的比较。

一个, Occator亮材料与钠酸盐相比的连续去除光谱15,碳酸氢钠(见http://psf.uwinnipeg.ca),方解石35、白云石35b,不同碳酸盐的最长波长连续去除吸收带中心的散点图表明,来自Occator亮区谷神星的数据与来自钠铁矿的数据相似,与来自地球其他地方的数据不同,这些数据位于菱镁矿附近。在Occator明亮区域和深色地板材料中,3.9 μm的吸收都很强。3.4 μm在亮区吸收较强,但较宽;由于其他光学活性相的存在,它的中心在谷神星的大部分表面上是具有挑战性的。实验室数据的光谱采样各不相同,但均<0.01 μm。图中没有报告Occator谱的误差条。

图5 Occator明亮物质光谱与碳质球粒陨石的比较。

两种含碳酸盐和有机碳质球粒陨石(MAC 02606 (CM2)和Ivuna (CI))的光谱比较36和Occator明亮材料。在2.62 μm处,光谱归一化为1。Occator谱未在图中报道。

图6候选材料在Occator亮材料中2.20-2.22 -μm吸收光谱的拟合。

灰色阴影区域表示铝层状硅酸盐的预期带宽35(请参阅PSF网站http://psf.uwinnipeg.ca和RELAB数据库http://www.planetary.brown.edu/relab/),红色阴影区域为NH的预期带宽4Cl (ref。15).Occator光谱增强了20倍。镁交换蒙脱土被加热到300°C(参考。37).氨化盐NH的光谱4Cl (NH42有限公司3.和NH4HCO3.(ref。15)。虚线表示2 μm附近的铵吸收。

扩展数据图7不含NH的谱拟合4盐。

Occator(黑色)亮点反射光谱的光谱拟合(红色),使用与讨论的钠铁矿、蒙脱石、伊利石和深色物质(扩展数据表1).所得到的参数将在扩展数据表2.计算出的χ2因为混合物在图中给出了。计算Occator谱的误差条时考虑了256个样品校准不确定度的平均绝对偏差。

扩展数据表1用于评估混合模型结果的端元
扩展数据表2用于产生最佳拟合的端元组合

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引用本文

德·桑蒂斯,M.,拉波尼,A.,阿曼尼托,E.。et al。明亮的碳酸盐沉积物作为谷神星上水蚀变的证据。自然536, 54-57(2016)。https://doi.org/10.1038/nature18290

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  • DOIhttps://doi.org/10.1038/nature18290

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