美国国家航空航天局(NASA)的黎明号(Dawn)探测任务揭示了谷神星(Ceres)上存在复杂有机物，谷神星是火星和木星之间小行星带中最大的天体。这些分子的起源，无论是来自外部撞击还是在盐水存在的情况下形成的，仍然是一个有争议的话题。
美国宇航局的黎明号探测器在谷神星上发现了复杂的有机物。虽然它们的起源仍有争议，但新的研究表明，这些分子可能是在谷神星上形成的。未来的太空任务旨在进一步探索这些发现以及有机物在太阳系中的作用。
美国宇航局黎明号任务最令人兴奋的发现之一是，位于火星和木星之间的小行星带中最大的物体谷神星拥有复杂的有机物。由碳链和氢链组成的脂肪族分子的发现，再加上谷神星有丰富的水冰，可能曾经是一个海洋世界的证据，意味着这颗矮行星可能曾经拥有与我们所知的生命相关的主要成分。
起源及其对有机物的影响
自2017年发现谷神星上的脂肪族有机物以来，它们是如何起源的一直是人们深入研究的主题。一些研究得出结论，是一颗彗星或其他富含有机物的撞击物将它们带到谷神星;另一些人则指出，这颗矮行星上的分子是在它的原始物质被盐水改变后形成的。但不管它们的起源是什么，谷神星上的有机物都受到了普遍的撞击的影响，这些撞击在谷神星表面留下了坑坑洼洼的痕迹。
根据美国宇航局黎明号宇宙飞船的观测，矮行星谷神星。来源:美国国家航空航天局
现在，10月17日星期二，在美国地质学会的GSA连接2023年会议上，一项新的研究将扩展科学家对撞击如何影响谷神星脂肪族分子的理解，以及确定它们的起源和评估矮行星的宜居性的意义。
影响和有机弹性
“这些有机物最初是在一个大型撞击坑附近发现的，这促使我们研究撞击是如何影响这些有机物的，”领导这项研究的约翰霍普金斯应用物理实验室的行星科学家特里克戴利说。“我们发现有机物可能比最初报道的更广泛，而且它们似乎对谷神星类条件的影响具有弹性。”
的即时通讯综合数据的重要性
从黎明号的数据中，戴利知道谷神星上覆盖着不同大小的陨石坑，这些陨石坑是其他小行星撞击谷神星时形成的。但他还不明白的是这些撞击是如何影响脂肪族化合物的——这些信息有助于确定有机物的起源，以及在数十亿年的多次撞击之后，它们的特征可能会发生怎样的变化。
在美国宇航局艾姆斯垂直射击场的超高速撞击实验中产生的喷射幕的侧视图。该实验旨在研究撞击对谷神星有机物的影响。来源:NASA /约翰霍普金斯大学应用物理实验室
戴利说:“尽管研究人员过去曾对各种类型的有机物进行过撞击和冲击实验，但他们缺少一项专门研究在谷神星上检测到的有机物类型的研究，该研究使用的是黎明号航天器检测它们时使用的相同类型的分析方法。”他说，这将使实验数据和航天器数据之间的直接比较成为可能。
戴利与马里兰大学天文学家杰西卡·桑森(Jessica Sunshine)和马里兰大学博士后研究员胡安·里佐斯(Juan Rizos)等人一起在美国宇航局艾姆斯垂直靶场进行了一系列实验，里佐斯现在是西班牙安达卢西亚天文研究所的天体物理学家。实验模拟了谷神星的典型撞击条件，撞击速度在2-6公里/秒(4400 - 13000英里/小时)之间，撞击角度在相对于水平的15到90度之间变化。
创新数据分析
Rizos和Sunshine还进行了一项新的分析，该分析结合了来自两种不同仪器的数据——黎明号航天器上的照相机和成像光谱仪——然后使用一种算法从光谱仪推断出成分信息，从而得出相机更高的空间分辨率。这些结果使他们能够比以前更详细地研究这些有机物。
在美国宇航局艾姆斯垂直射击场进行的超高速撞击实验产生的撞击坑。该实验旨在研究撞击对谷神星有机物的影响。来源:NASA /约翰霍普金斯大学应用物理实验室
“人们已经分别研究了黎明号的相机数据和黎明号的光谱仪数据，但没有人采用我们团队使用的方法，将数据从一个仪器推断到另一个仪器，这为我们的搜索提供了新的优势，以绘制和了解谷神星上有机物的起源，”Sunshine说。
洞察有机起源和未来探索
总的来说，该团队的分析指出了一些潜在的令人兴奋的结果。
“通过利用在谷神星上收集的两个不同数据集的优势，我们已经能够以更高的分辨率绘制谷神星上潜在的富含有机物的地区，”里佐斯说。“我们可以看到有机物与来自较早撞击的单位以及其他矿物质(如碳酸盐)之间非常好的相关性，这些矿物质也表明水的存在。虽然有机物的起源仍然知之甚少，但我们现在有充分的证据表明它们是在谷神星上形成的，很可能是在有水的情况下形成的。”
“有可能在谷神星内部发现一个巨大的有机物储层，”里佐斯补充说。“所以，从我的角度来看，这个结果增加了谷神星的天体生物学潜力。”
研究人员希望NASA另一项名为“露西”的任务的结果能很快揭示更多关于太阳系有机物的信息。Sunshine也是该任务团队的一员，他一直在考虑如何将目前的研究结果应用到“露西”号将研究的木星附近的小行星上。“我们可能会发现差异，因为特洛伊小行星与谷神星经历了非常不同的撞击历史，而且特洛伊小行星有两种成分不同的类型。与谷神星的比较将有助于我们了解太阳系外有机物的分布，”她说。
对于所有团队成员来说，这些结果提高了对另一次谷神星任务的期望。在最新的行星科学和天体生物学十年调查中，“美国国家科学院已经在高优先任务目标的短名单中认可了谷神星的样本返回，”里佐斯说。“如果发生这种情况，那将是几十年后的事了。与此同时，对现有数据的新颖分析是获得新发现的好方法。”
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希望本篇文章《速成班：超高速撞击实验探测矮行星谷神星上有机物的起源》能对你有所帮助！
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