這顆附近的矮行星可能有一個90%是水的地殼

一顆被認爲在其骯髒的表面混有冰的矮行星，可能比我們想象的要冷得多。

穀神星（Ceres）是火星和木星之間的小行星帶中最大的天體，它的地殼可能由90%以上的水冰組成。如果是這樣的話，這個佈滿隕石坑和傷痕累累的物體，可能會告訴我們很多關於海洋世界的知識，以及它們完全凍結後的樣子。

美國普渡大學的行星地球物理學家邁克·索裡（Mike Sori）說：“我們認爲穀神星表面附近有很多水冰，隨着你越深入，它的冰層會逐漸減少。”

穀神星於1801年首次被發現，有時因其在太陽系中的位置而被稱爲小行星；但它足夠大，足夠球形，可以被歸類爲矮行星，體積不到冥王星的一半。

它也是一個很有趣的怪東西。它是唯一一顆比海王星離太陽更近的矮行星，它的表面有一些亮點，可能是冰火山存在的證據。

所以很可能那裡至少有一些水，但有多少呢？以前的估計，基於表面的隕石坑，認爲數量不超過30%。

這是因爲，如果表面是水冰，科學家們認爲它會隨着時間的推移逐漸變形，變得更光滑、更淺。當美國宇航局的黎明號宇宙飛船在2015年到達穀神星時，它發現了明確的隕石坑，這與研究人員預期的穀神星是否爲冰的結果不一致，所以他們做出了相應的估計。

邁克·索裡表示：“人們過去認爲，如果穀神星非常冰冷，那麼隕石坑就會隨着時間的推移而迅速變形，就像地球上流動的冰川，或者像粘稠的蜂蜜一樣。然而，我們通過模擬表明，如果你只混合一點點固體岩石，那麼穀神星上的冰可能比之前預測的要堅固得多。”

普渡大學的行星科學家伊恩·帕默洛（Ian Pamerleau）領導的一個研究小組利用黎明號任務的數據和一個冰冷世界的計算機模擬，試圖調查這個假設是否正確。

他們發現，只需要一點點泥土混合到冰中，就能使冰的結構保持足夠的完整性，以保持清晰的隕石坑。

“即使是固體也會在很長的時間尺度上流動，冰比岩石更容易流動。隕石坑有很深的碗狀結構，產生高應力，然後放鬆到較低的應力狀態，通過固態流形成較淺的碗狀結構。”

“我們的計算機模擬解釋了一種新的方式，即冰可以在只有少量非冰雜質混合的情況下流動，這將允許一個富含冰的地殼在數十億年內幾乎不流動。因此，我們可以得到一個富含冰的穀神星，它仍然符合觀察到的隕石坑鬆弛的缺乏。我們在這些模擬中測試了不同的地殼結構，發現在地表附近具有高冰含量的分層地殼，隨着深度下降到較低的冰，這是限制穀神星隕石坑鬆弛的最佳方法。”

研究人員認爲，這顆矮行星超過90%的地殼可能是水冰，這讓我們對冰雪覆蓋的海洋世界有了一些瞭解。太陽系中有很多這樣的衛星，包括木星的衛星木衛二和可能的木衛三，克羅寧的衛星土衛二和土衛一，還有可能是天王星的衛星米蘭達和阿里爾。

這些衛星有一層厚厚的冰殼，在冰殼下，液態水的海洋被認爲是由衛星和行星之間的引力相互作用產生的熱量維持的。

穀神星沒有繞行星運行，這意味着沒有潮汐活動來保持其內部溫暖。研究人員說，任何曾經在那裡晃動的海洋都將被完全凍結。

“我們對這一切的解釋是，穀神星曾經是一個像木衛二一樣的‘海洋世界’，但有一個骯髒、泥濘的海洋，”邁克·索裡說。“隨着時間的推移，泥濘的海洋凍結了，它形成了一個冰冷的地殼，裡面有一點點岩石物質。”

如果是這樣的話，這意味着海洋世界可能會和我們想象的大不相同。此外，美國宇航局之前也向穀神星發射過航天器。這顆矮行星可能是冰凍的海洋世界，這使它成爲一個非常有趣的研究目標。

邁克·索裡表示：“對我來說，這一切令人興奮的部分是，如果我們是對的，我們有一個離地球很近的冰凍海洋世界。穀神星可能是外太陽系擁有海洋的冰冷衛星的一個有價值的比較點，比如木星的衛星木衛二和土星的衛星土衛二。”

“因此，我們認爲穀神星是宇宙中最容易接近的冰冷世界。這使它成爲未來航天器任務的一個偉大目標。”

這項研究發表在《自然天文學》雜誌上。

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