谷神星——科学家重新审视遗迹海洋世界

“谷神星——太阳系内唯一的矮行星——在评估整个太阳系内有机物种的起源、演化和分布方面发挥了关键作用，”西南研究所科学家西蒙·马奇（Simone Marchi）表示，谷神星近表面碳含量高，这可能是由于有机物质过量，可能是由于水岩化学作用而局部形成的。”

“人们不得不怀疑。”马尔基说，“这个世界可能是如何驱动有机化学途径的，以及这些过程可能如何影响地球等更大行星的组成。”

2018年，西南研究所领导的一个团队得出结论，矮行星谷神星表面富含有机物质。美国国家航空航天局“黎明”号飞船的数据表明，谷神星表面的碳浓度可能是地球上发现的碳含量最高的原始陨石的几倍。

“像化工厂”——复杂的内部演变

“谷神星和其他主带小行星之间的一个关键区别是它们的大小，”马尔基在给《每日银河报》的电子邮件中写道。谷神星的大尺寸会让它保持内部热量更长时间，从而导致更复杂的内部演化。陨石来自较小的小行星，它们会在有限的化学演化下迅速冷却。”

“谷神星就像一个化工厂，”马尔基观察到。“在太阳系内部的天体中，谷神星具有独特的矿物学特征，其近表面似乎含有高达20%的碳（按质量计）。我们的分析表明，富含碳的化合物与岩石-水相互作用的产物（如粘土）紧密混合。”

“谷神星的组成非常复杂，”马尔基告诉《银河日报》。“它涉及盐水和岩石之间的化学相互作用，从而产生小行星上罕见的化合物。在这些化合物中，我们发现了含有氮和氢（源自氨）、碳酸盐和有机物的硅酸盐。虽然这些化合物中的一些存在于陨石中，但谷神星似乎具有更高的浓度。”

与早期地球相似

马尔奇解释道：“类似的过程也会发生在早期的地球上。但早期的地球也聚集了大型小行星，其中一些小行星可能来自外太阳系，它们散布在类地行星之间。”。它们中的一些可能经历了类似谷神星的化学进化，因此它们可能将其复杂化合物的预算沉积到早期地球。”

在这段YouTube视频中，马尔奇探讨了太空中的大规模碰撞的故事，以及它们如何影响了从谷神星到月球的一切，以及地球上生命的演变。

谷神星是在寒冷的环境中形成的吗？

谷神星被认为起源于大约46亿年前太阳系的黎明。黎明之前的数据显示，存在水和其他挥发物，如从氨中提取的铵，现在还存在高浓度的碳。这种化学反应表明谷神星是在寒冷的环境中形成的，可能在木星轨道之外。随后，大行星轨道的震荡将把谷神星推到火星和木星轨道之间的主小行星带的当前位置。

基于道恩数据的地球物理、成分和碰撞模型表明，谷神星部分分化的内部已经被流体过程所改变。道恩的可见光和红外测绘光谱仪显示，谷神星表面的总体低反照率是岩石-水相互作用产物（如层状硅酸盐和碳酸盐）和大量光谱中性变暗剂（如称为磁铁矿的氧化铁）的组合。

埃努特撞击坑-广泛存在有机物

由于道恩公司的伽马射线和中子探测器将磁铁矿的质量限制在几%以内，数据表明存在另外一种变暗剂，可能是无定形碳，这是一种富含碳的有机材料。有趣的是，在31英里宽的厄努特撞击坑附近也发现了特定的有机化合物，这进一步支持了谷神星浅层地下广泛存在的有机物。

研究还发现，谷神星上地壳的50%-60%可能具有与原始碳质球粒陨石相似的成分。这种物质与正在流入的碳质小行星的污染相容，谷神星表面的破损支持了这种可能性。

马尔基说：“我们的结果表明，要么谷神星的超富碳物质增生，要么碳集中在其地壳中。”。“这两种可能的情况都很重要，因为谷神星的矿物学组成表明了全球范围的岩水蚀变事件，这可能为有机化学提供有利条件。”

遗迹海洋世界

根据美国国家航空航天局的黎明号飞船收集的数据，谷神星似乎是一个遗留的海洋世界，同时也是一个持续活跃的地质世界。最近曝光的谷神星上的卤水使其正式成为“海洋世界”（NASA/JPL Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA）（GIPHY）

科学家们仍在对NASA的黎明探测器从2015年到2018年从轨道上捕获的数据进行整理和分析。《麻省理工技术评论》（MIT Technology Review）报道称，“过去几年的研究表明，在地表以下25英里处有一个海洋，可能绵延数百英里。”。“几乎可以肯定的是，它会非常咸，即使在0°C以下，也能防止水结冰。”

最后一句话——谷神星上的生命会进化吗？

“早期地球上的化学过程可能比谷神星这样的小星子复杂得多。因此，虽然谷神星上的生命可能已经开始的说法很有趣，但根据目前的知识来看，这仍然是一个很长的过程，”马尔基博士在给《每日银河》的电子邮件中写道。

“但这项研究提出了一个重要的问题，”他解释道地球在其早期演化过程中受到了许多冲击，如果生命在形成300万年后确实蓬勃发展，那么在这些碰撞发生时，生命就开始了。那么，生命是在这些灾难性事件中“幸存”下来的，还是相反，生命是由它们支撑的？”

编者按：西蒙娜·马尔奇（Simone Marchi）是牛津大学出版社出版的《碰撞世界》（Colliding Worlds）一书的作者，该书对宇宙碰撞在岩石行星和小行星的形成和演化中的作用以及小行星撞击对我们自己的世界、地球和月球形成的影响提供了一个前沿观点。

Maxwell Moe，天体物理学家，NASA爱因斯坦研究员，亚利桑那大学通过Simone Marchi，西南研究所和麻省理工学院技术评论