几十年来，科学家们一直认为灶神星是一颗原行星，而不是小行星。美国国家航空航天局的黎明任务似乎证实了这一点，但新的研究对此提出了质疑。图片来源：uux.cn/NASA/JPL/MPS/DLR/IDA/Björn Jónsson-公共领域

（神秘的地球uux.cn）据《今日宇宙》（埃文·高夫）：作为主小行星带中的第二大天体，灶神星吸引了大量的科学兴趣。虽然带中较小的小行星被认为是碰撞的碎片，但科学家认为灶神星和带中的其他三个大型天体可能是原始的，已经存活了数十亿年。他们认为灶神星正在成为一颗行星，而太阳系的岩石行星可能最初也是像它一样的原行星。但新的研究对这一结论提出了质疑。

岩石行星的一个决定性特征是分化。它们有一个核心、一个地幔和一个地壳，当行星熔化时形成。在这个熔融阶段，材料按密度分离，较重的元素沉入中心。这就解释了为什么地球有一个致密的铁和镍核心，而地壳则有充足的氧气和二氧化硅。

很长一段时间以来，科学家们认为灶神星就是这样。灶神星有地核、地幔和地壳的观点被广泛接受。基于美国国家航空航天局黎明号任务数据的新研究表明，身体比想象中更均匀。

这项研究的标题是“从黎明号的观测推断出灶神星的一个小核心”。主要作者是美国国家航空航天局喷气推进实验室的高级研究科学家Ryan Park。

“我们的研究结果表明，灶神星的历史比以前认为的要复杂得多，是由中断的行星分化和后期碰撞等独特过程形成的。”-Ryan Park，NASA/JPL

黎明号从2011年7月开始访问灶神星14个月，然后继续访问谷神星。通过访问这些原行星，该任务希望了解太阳系早期的情况。它测量了氧气、镁、铝、硅、钙、钛和铁等造岩元素的丰度。

这位艺术家的插图显示了黎明号带着它的信号引擎接近灶神星。图片来源：uux.cn诺斯罗普·格鲁曼公司

灶神星的直径约为525公里，基于黎明号数据的初步研究表明，它有一个富含铁的核心。2012年的一篇论文称，它的“平均核心尺寸（相当于球形核心尺寸）的半径为107至113公里。”同一篇论文还解释说，“黎明号的探测证实，灶神星是一颗幸存的原行星……它似乎早期增生并分化，形成了一个可能维持磁性发电机的铁芯。”

这项新研究与这一结论相矛盾。

Park和合著者在他们的论文中写道：“灶神星的大型内部结构以前主要受到黎明任务的重力和形状数据的限制。”。“然而，仅凭这些数据，仍然可以为身体的分化状态提供广泛的可能性。”

作者解释说，惯性矩在确定灶神星内部结构方面至关重要。惯性矩是物理学中测量物体如何抵抗旋转的基本概念。当物体绕其轴旋转时，物体的不同部分与轴的距离各不相同。在测量灶神星的转动惯量时，科学家们正在测量质量从核心到表面的分布情况。

这项新的研究对灶神星的转动惯量进行了更新的测量，这表明身体并不像人们想象的那么有区别，可能没有一个明确的核心。作者写道，新的数据“表明灶神星的内部在其以霍华德-欧几里德-闪长岩为主的地壳下具有有限的密度分层”。他们发现灶神星的地幔密度比想象的要高，地幔和地核的密度之间只有有限的对比。实际上，这意味着没有核心，或者最多只有一个非常小的核心。

该论文的合著者、密歇根州立大学地球与环境科学助理教授塞斯·雅各布森在一份新闻稿中说：“缺乏核心非常令人惊讶。这是对灶神星的一种截然不同的思考方式。”

这让人怀疑维斯塔的真实本性。研究人员提出了两个假设来解释该物体的性质。

首先，Vesta正在走向完全差异化，但这一进程停滞不前。它开始融化，分化开始，但在完成之前就冷却了。灶神星的表面覆盖着玄武质熔岩，表明它经历了一个熔化过程，导致了一些分化。这与大多数小行星形成鲜明对比，后者有更多类似砾石的表面。

作者在他们的论文中写道，在这种情况下，“灶神星的内部由于晚期吸积而没有完全分化”。

第二个原因是灶神星是太阳系中一颗正在生长的行星的一块碎片。雅各布森在过去的一次会议上提出了这个想法，因为他希望其他研究人员考虑这样一个想法，即一些陨石是太阳系行星形成时期碰撞产生的碎片。

雅各布森说：“由于对美国宇航局黎明号任务数据的重新分析，这个想法从一个有点愚蠢的建议变成了一个我们现在正在认真对待的假设。”

随着黎明号任务数据收集的时间推移，科学家们改进了数据的校准。主要作者Park、合著者Jacobson和其他合著者决定重新评估和重新处理Vesta的测量结果。

“多年来，黎明号对灶神星的观测中相互矛盾的重力数据造成了困惑，”帕克说。“经过近十年的校准和处理技术改进，我们实现了黎明号深空网络辐射数据和机载成像数据之间的显著对齐。我们很高兴确认了这些数据在揭示灶神星深部内部方面的优势。我们的发现表明，灶神星的历史比以前认为的要复杂得多，是由中断的行星分化和后期碰撞等独特过程形成的。”

目前尚不清楚哪种假设是准确的；只有更多的研究才能解决这个难题。一些不确定性来自一种名为HED陨石的陨石，科学家认为它来自灶神星，似乎没有经历过不完全的分化。雅各布森说：“我们真的很有信心这些陨石来自灶神星。”。“这些并没有显示出不完全分化的明显证据。”

灶神星是太阳系早期分化行星的一部分的另一种假设也未得到证实。科学家们认为，随着岩石行星的形成，太阳系中发生了大量的碰撞，使物质能够吸积成越来越大的物体。但并非总是如此。一些碰撞可能已经从仍在形成的行星上断裂，这些行星仍在经历分化。该论文指出：“灶神星可能是不同前体发生灾难性撞击事件的喷出物。”。

虽然研究人员目前无法具体证明任何事情，但他们已经将怀疑引入了以前舒适的想法中。灶神星是一个从未长得很大的行星核心的既定观点已经被颠覆了。

雅各布森在一份新闻稿中说：“灶神星陨石不再是太空中未能成为行星的物体样本。”。“这些可能是一颗古老行星在完全完成之前的碎片。我们只是不知道那是哪颗行星。”

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