谷神星上的神秘亮斑，真的是海洋吗？科学家甚至可能存在生命

　　笔者 东邪
　　长期以来，科学家在太空里探索的目光都放在恒星、行星和卫星上，很少顾及小行星、矮行星等小天体，其中最主要的原因是小天体因为体积和质量太小而被直接排除在宜居星球的名单之外。但近些年来，有科学家发现太阳系内的矮行星被低估了，它们可能具备一些宜居的条件，例如名不见经传的谷神星。
　　2020年中期，《自然》期刊旗下的三大期刊分别发表了多达7篇与谷神星相关的论文。这些论文基本以＂黎明号＂探测器所探测到的数据为研究资料，从而对谷神星进行深入分析。研究人员在分析谷神星时发现了它地表存在一些特殊的区域，这些区域有可能存在液态水，甚至可能出现生命。那么黎明号到底在谷神星上发现了什么？它有哪些令人意外的表现呢？
　　什么是矮行星？
　　在2006年之前，天文界还没有＂矮行星＂这个概念，多亏了冥王星引起了争议，才让科学家们重新讨论对冥王星的定义。于是在2006年举办的国际天文联合会上，众多科学家通过投票决定，将冥王星请出行星之列。最终，由于冥王星的体积和质量太小，且无法清除其轨道附近的其他天体，冥王星被降为＂矮行星＂。
　　太阳系九大行星成为历史的同时，天文界对矮行星提出了新定义，即体积介于行星和小行星之间，且能围绕恒星进行公转，质量达到能够使其自身的形状近似球状的程度，但没有能力清空所在轨道上其他天体的星球。这一定义提出后，有的星球被迫降格，而有的星球被＂提拔＂了上来，例如位于火星与木星之间的谷神星。
　　矮行星的主要特点是它的地幔和地壳都是由冰和气体元素混合而成，虽然其中也存在一些重元素化合物，但占比并不高，这导致矮行星的整体密度偏低。目前太阳系内体积最大的矮行星是冥王星，它的直径达到2370公里，最小的矮行星是卡戎星，直径大约是800公里左右。而谷神星比卡戎星和冥王星要更接近太阳，因此谷神星被认为表面可能存在水。
　　人类是如何发现谷神星的？
　　太阳系内大多数天体的发现都是通过观测获得的，但是谷神星的发现有些特殊，它先是通过数学方法推测得出，然后再由天文学家通过观测证实。谷神星的发现还要从1766年开始说起，当时德国有一位数学教师约翰·丢提斯喜欢钻研数列，他在一次偶然间发现了一组数列里的数与行星到太阳的距离有关。
　　当时人类已经发现了四颗岩质行星和两颗气态巨行星，丢提斯通过翻阅资料发现这六颗行星各自与太阳的距离与数列中的数字成比例，但是他发现在代表火星和木星的数字中间还多出了一个数字。于是丢提斯把这个发现告诉了他的天文学家朋友，他朋友推测火星和木星之间应该还有一颗未被发现的行星。
　　于是天文学家尝试用天文望远镜去观察火星与木星之间的区域，但长期的观察并没有获得期待的结果。直到1801年，意大利天文学家皮亚齐利用天文望远镜观察宇宙时，发现火星与木星之间出现了一个特殊的亮点。正当皮亚齐打算对该星球进行长期跟踪时，他却病倒了。等到身体痊愈后，他发现那个亮点已经不见了。
　　皮亚齐十分确定自己当时看到的就是一个天体，因此不少天文学家和天文爱好者相信皮亚齐，也加入到寻找＂亮点星球＂的行列中。终于，在1801年最后一天的夜晚，德国一位天文爱好者发现了皮亚齐所说的那个亮点。经过多位天文学家的鉴定，该亮点确实是一颗星球，它就是后来的谷神星。
　　黎明号在谷神星上发现了什么？
　　黎明号是美国宇航局研发的太空探测器，它是人类历史上第一颗专门探测小行星带的探测器，先后对小行星带中最大的两颗天体——谷神星和灶神星进行探测。据了解，黎明号计划总共耗资约3.57亿美元，它于2007年9月27日在佛罗里达州的肯尼迪航天中心正式发射升空，经过8年的飞行最终进入谷神星的预定轨道上。
　　美国宇航局之所以要发射黎明号去探测谷神星和灶神星，主要是因为灶神星是与地球相似的岩质星球，谷神星是一颗典型的冰冻天体，但这两颗星球竟然可以同时处于小行星带中。此外，还因为2006年的国际天文联合会后，谷神星和灶神星都被重新定义为矮行星，引起了美国宇航局的探索兴趣，那么黎明号在探索谷神星的过程中发现了什么呢？
　　2017年，美国《科学》杂志发表了一篇来自美国宇航局的科学报告，该报告指出黎明号探测器可能在谷神星上发现了碳基有机化合物。众所周知，地球生命全都是碳基生命，因此碳基有机化合物的出现意味着生命的存在或者孕育生命的可能性。该报告指出，黎明号在谷神星北半球的一个陨石坑里发现了有机化合物的痕迹。
　　虽然NASA的科学家表示还无法确定该有机物的分子结构，但可以确定的是该有机物与沥青岩相似。而在该发现之前，黎明号曾于2015年进入谷神星轨道后拍摄到一张特殊照片，并将照片传回地球控制中心。该照片显示谷神星表面的一个区域出现了一块亮斑，而且该区域在面对太阳时发出的亮度是随机变化的。
　　新发现说明了什么问题？
　　那么这块亮斑的真实身份是什么呢？通过对黎明号传回的数据进行分析，NASA科学家确定该亮斑位于奥卡托环形山区域，并且通过对谷神星地壳的分析推测，亮斑可能是盐物质沉积。这意味着谷神星的地下可能存在卤水储层，那为什么卤水层会流散到表面呢？对此有科学家认为是小天体撞击了谷神星，导致地表层与地下层互通，卤水涌出地面。
　　由于谷神星没有大气层，而且平均温度低于零摄氏度，因此流出地面的卤水很快就变成了冰晶体。这种推测获得了大多数NASA科学家的认同，因此他们在第二年继续对黎明号的探测数据进行解构分析，结果发现谷神星的地壳密度很低，这证明它的地壳主要不是岩石构成的，而可能是冰或冰与其他物质的混合物。
　　这能说明什么呢？地质学家认为，地球早期海洋结构也可能和谷神星存在相似的情况，即存在地下卤水层，然后遭遇了外来天体撞击后卤水层涌出地面，逐渐形成海洋。谷神星已经出现了类似的迹象，但因为缺乏大气层的保护，涌出地面的液态物质还无法继续维持液态形态。而有科学家认为，只要谷神星与太阳的距离再靠近一些，说不定它就会出现海洋了。
　　谷神星可能＂后来居上＂吗？
　　一直以来，能进入人类移民基地讨论范围的星球只有一颗，那就是火星。从上世纪70年代美国探测火星开始，人类就逐渐看清了火星的＂真面目＂。火星并没有原先设想的那般美好，但它的自然环境也没有其他星球那样糟糕，因此科学家一直都没有放弃对它的探索，美国甚至还公开表示要在2050年前实现火星移民。
　　那么除了火星之外，真的没有星球能够纳入讨论范围了吗？近些年的探测情况表明，木卫二、土卫六和谷神星都有可能，其中谷神星是三颗星球中距离地球最近的一颗。对于谷神星，美国行星科学研究所的科学家表示，谷神星虽然是一颗名不见经传的矮行星，但它在宜居性上可能不比其他星球差，因为在生命生存所需的条件里，谷神星占据一定的优势。
　　目前给谷神星下结论还为时尚早，人类需要派遣探测器登陆谷神星，然后像在火星表面探索那样在谷神星表面上进行探测。
　　矮行星的＂春天＂来了吗？
　　有观点认为，谷神星和灶神星之所以能引起人类更多的关注，是因为冥王星被降格为＂矮行星＂。2006年的天文联合会对冥王星进行了重新定义，提出了矮行星的概念，并将谷神星和灶神星重新定义为矮行星。从那之后，不仅冥王星得到了比原来更多的关注，因为有不少天文爱好者仍为冥王星抱不平，认为它应该是行星而不是矮行星。
　　而且谷神星和灶神星也得到了更多的关注，NASA还专门提出了探索这两颗矮行星的计划，之后也确实执行了这一计划。人类赋予了矮行星更多关注，这意味着矮行星的面纱将会被一层一层地摘下。通过对它们的探索和研究，科学家或许会得到未来有利于人类进行星际移民的发现。由此可见，矮行星的＂春天＂正在来临。