谷神星表面特征分析-天文学教程 上册

在哈勃空间望远镜和地面望远镜拍摄的谷神星像上，可粗略地看到其表面有不均匀的特征，有陨击坑和小亮斑。黎明号飞船于2015年拍摄到谷神星的高分辨清晰图像（见图6-79）。

由黎明飞船资料，人们绘制出它的表面特征图像（见图6-80），并给予一些重要特征命名。可以看到，谷神星表面有大量的较浅陨击坑，表明它们处于较软的，可能是水冰的表层上面。一个直径为270 km的浅陨击坑类似于土卫三和土卫八的大而浅的陨击坑。人们还拍摄到几个亮斑（bright spots），最亮的亮斑（5号斑）在80 km的Occator陨击坑中央（见图6-81），它上空周期性地出现霾，大概是亮斑的冰升华或排气；第二亮斑实际是一群（可能多达10个）分散的亮区。这些亮特征的反照率约为40%，是表面物质（可能是冰或盐）反射太阳光。

其表面较平坦的严重陨击区域也有山脉。最惊奇的是“金字塔”形大山脉（见图6-82），其高度约为5 km，底部约为14.5 km宽。它与亮斑没有关系，其成因还有待研究。

图6-79　谷神星的高清图像（彩图见附录B）

图6-80　谷神星的表面特征（并合伪彩的灰度图像，2015年9月）(www.xing528.com)

图6-81　亮斑5高清图像

图6-82　金字塔形山脉［（左）2015年6月6日；（右）2015年6月14日］

谷神星的表面成分广泛地相似于C型小行星，也存在某些差别。它的红外光谱显示含水矿物的普遍特征，表明其内部存在显著数量的水。其他的可能表面成分包括富铁的黏土矿物和碳酸盐矿物。而其他C型小行星的光谱显示通常没有这样的矿物。谷神星表面较暖，太阳光直射区温度可达235 K，冰在此温度是不稳定的，冰升华留下的物质可以解释其（不同于冰卫星）暗表面。

谷神星表面的水冰是不稳定的，若直接暴露在太阳辐射下就会升华。水冰可以从深层迁移到表面，且在很短时间内逃逸，于是，很难检测到水蒸气，可以探测到从谷神星的新鲜陨击坑周围或表层下的裂缝出来的逃逸水。国际紫外探测器（IUE）观测到其北极附近相当数量的氢氧根离子，它们是被太阳紫外辐射离解水汽而产生的。2014年初，赫歇尔空间天文台发现谷神星的几个直径为60 km以下的中纬度水汽源，每秒各放出约1026个分子（或3千克）的水。凯克天文台观测到Piazzi（123°E，21°N）和A区（231°E，23°N）的两个近红外暗区是潜在源。水汽释放的可能机制是表面暴露冰升华，或内部放射热量或因上覆冰层增长而使下面海洋增压而造成的“冰火山”喷发。当谷神星在其轨道运动中离太阳更远时，其表面冰的升华会减少，而内部动力排放不应受到其所在轨道位置的影响。有限数据符合彗星式升华。