周一·最新发现 | 周二·牧夫专栏
周三·太空探索 | 周四·观测指南
周五·深空探测| 周六·星空的诗 | 周日·天文周历
原文：https://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/dawn-probes-cryovolcanism-on-ceres/
翻译：陈艳玲
校对：汪荣鑫、陆寅枫
本公众号系网易新闻·网易号“各有态度”签约账号
Ahuna Mons是谷神星上一个塔状的土堆，可能是由于在地下及其寒冷的水以及其他化合物的混合物在地表喷涌而出形成的，这是根据黎明号小行星探测器得到的彩色图像模拟出来的视角图，土堆的海拔可能被提升了一点。
NASA / JPL / UCLA / MPS / DLR / IDA / PSI
NASA的黎明号小行星探测器任务揭开了太阳系最大的小行星——谷神星的神秘面纱。在9月17日的自然杂志刊登论文说明这颗矮行星上地表可能是由于它先前的冰火山活动造成的。
冰火山会喷发泥浆一样的水与不可结冰的混合物——主要包括液态的氨和甲烷——因为这两种物质的凝点比水低得多。这种泥浆的流动可以与地球上火山喷发的岩浆流动类比。
由于谷神星坚硬的地表深处被认为暗藏着盐水和固体的混合物，地质学家希望能在谷神星的地表发现冰火山存在过的可能痕迹。这个新发现的大而孤立的土堆Ahuna Mons是一个很好的例子。然而这里有一个大问题，就是为什么我们没能在谷神星的表面发现更多这样的冰土堆。
问题的答案隐藏在物质微小的流变学差异中。流变学是研究物质（在谷神星上，也就是冰）在重力的作用下将会如何流动的科学。研究结合了流动模型和地形分析，拼凑出谷神星上曾经存在冰火山的历史。
穹顶山、大山和小土堆
亚利桑那大学的Michael Sori小组仔细分析了谷神星上22座穹顶状山的形状，它们的纵横比以及它们的海拔分布。为研究方便，将tholi（国际天文学联合会为更小的，可喷发的穹顶山起的绰号）和montes（更大的山）并称为“domes”（穹顶山）。
Ahuna Mons（左图）比无名的穹顶山（中图）高。Yamor Mons （右图）已经有20亿岁了，但它的高度仍未降低太多，原因是因为它离永远寒冷的北极很近，因为寒冷，冰因重力跌落的速度会更慢。
Michael Mori et al / Nature Astronomy
小组将Ahuna Mons作为它们的参考基准，它比周围的地平高出4km，并且由于周围缺少陨石坑，可以判断它的年龄在2.4亿年及以下。Ahuna Mons的纵横比只有0.2，也就是说它的山基仅是它高度的五倍。
图中表明，小组发现，越年老的山或是离赤道越近的山，它们的纵横比就越低。
Michael Mori et al / Nature Astronomy
团队假设这21座穹顶山起先都是由冰火山爆发形成的堆积物，就像Ahuna Mons一样，随着时间增长，它们通过可预期的速度渐渐演变成了更矮更宽的土堆，由此，它们估计了这21座穹顶山的年龄。估计得到的年龄范围从几亿年到20亿年不等。
研究同时发现，穹顶山所处的纬度越高，它们的纵横比也越高。比如，在赤道附近的穹顶山纵横比只有0.06，而处于北纬85.5度的大穹顶山Yamor Mons几乎和Ahuna Mons的0.2的纵横比相同。
数量和爆发频率
团队利用估计出的穹顶山年龄以及它们在谷神星上的分布来推理谷神星上发生冰火山活动爆发的频率。推理得出冰火山的爆发平均50000年发生一次，爆发时将喷发10000立方米的泥浆，等效于一个大电影院的体积或者四个奥林匹克游泳池的体积，但是这和地球比起来不足一提。地球每年会喷发10亿立方米的熔岩。
“我们很高兴发现这个冰火山喷发的频率，并将它与岩质行星上火山的喷发频率进行比较。这是在以往的观测天文学中做不到的。”
是什么为谷神星的冰火山提供了能源呢？这么小的一个天体内部不应该早就已经完全冷却了吗？最有可能的内部能源岩层中是一些同位素的放射性衰变，就像在其他星球上一样。一个更加富有争议的假说是谷神星表面的撞击导致它的冰火山间歇性爆发。
在最初到达谷神星的时候，黎明号首先探测到了谷神星上的“光斑”，也就是大量新结成的冰。它们分布在Ahuna Mons 的侧面和陨石坑Occcator的底部，是研究者发现谷神星上的冰火山仍在活动的直接证据。
根据黎明号的数据绘制的谷神星的内部想象图。最外层的壳是大部分由冰、盐以及含水的矿物质组成。地质化学家相信在地壳下有一层厚100km的硬壳，是组成泥浆喷发物的一部分。
NASA /JPL / UCLA / MPS / DLR / IDA
谷神星上的冰火山也可以帮助我们解开太阳系岩石地表重组的一些谜团。除了谷神星，我们也发现了土卫恩克拉多斯、矮行星冥王星、和木卫欧罗巴上的间歇性冰喷泉以及浮冰。Sori说：“谷神星上的冰火山可能一直非常活跃，所以我们没有必要为这个最新发现的Ahuna Mons专门提出一种地热/火山的演化史以解释它是最近生成的，而在它之前完全没有冰火山形成。冰火山对于谷神星上地形形成确实影响很大，但不如地球和火星上的岩质火山的影响大。”
不幸的是，由于燃料将在九月末或十月中旬被耗尽，黎明号任务就快结束了。在那之后，它会永远围绕谷神星转动。2007年9月27号，黎明号由德尔塔二号火箭搭载发射，它于2009年飞掠火星，于2011到2012年造访灶神星，并于2015年开始观测谷神星。
『天文湿刻』 牧夫出品
火星土壤的第一张X射线视图
谢谢阅读
閱讀更多 牧夫天文 的文章
