谷神星（Ceres），是太陽(yáng)系中最小的矮行星，也是唯一位于火星和木星軌道之間的小行星帶的矮行星，1801年由意大利天文學(xué)家朱塞佩·皮亞齊（Giuseppe Piazzi）發(fā)現(xiàn)。谷神星多年來一直被稱為小行星，直到2006年國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)將其重新定義為矮行星，是小行星帶中最大的天體，也是已知太陽(yáng)系中第33大天體。
谷神星的直徑約950公里，質(zhì)量為9.43±0.07×102? kg，約為月球質(zhì)量的1/14。谷神星的形狀近似圓形，其表面布滿了隕石坑、山脈和亮點(diǎn)，包括著名的“奧卡托隕石坑（Occator）”。它沒有大氣層，但有一個(gè)薄的水蒸氣外逸層。白天溫度白天的表面溫度從零下136華氏度到零下28華氏度（約230開爾文）不等，最高溫度在赤道地區(qū)。地殼是巖石和塵土，有大量的鹽沉積物。自轉(zhuǎn)周期約為9小時(shí)4分，軌道周期為4.6個(gè)地球年，逃逸速度為0.51 km/s。
2015年，美國(guó)航空航天局的黎明號(hào)宇宙飛船進(jìn)入谷神星軌道，成為第一艘訪問矮行星的航天器，科學(xué)家通過該探測(cè)器發(fā)現(xiàn)谷神星上存在一座高度約為6000米的金字塔形山脈，以及多個(gè)撞擊坑。2015年2月19日，黎明號(hào)在4.6萬公里的高度上拍攝到谷神星的全貌，發(fā)現(xiàn)圖像中存在一個(gè)神秘的亮點(diǎn)，可能是冰物質(zhì)反射光。同年2月12日、2月19日和2月25日、3月1日和4月10日和15日“黎明”號(hào)進(jìn)行了更多的分辨率越來越高的成像。2017年，“黎明”號(hào)提供的增強(qiáng)彩色合成圖像顯示了谷神星上隕石坑周圍的區(qū)域存在有機(jī)化合物，2018年，SwRI領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在谷神星上發(fā)現(xiàn)了富碳表面的證據(jù)。
歷史
發(fā)現(xiàn)
早在1596年理論天文學(xué)家約翰尼斯·開普勒（Johannes Kepler）就已經(jīng)注意到了火星和木星之間的差距。他認(rèn)為，只有增加兩顆行星，行星軌道之間的比例才符合“上帝的設(shè)計(jì)”：一顆在木星和火星之間，一顆在金星和水星之間。
18世紀(jì)初，威廉·惠斯頓（William Whiston），給出了行星的實(shí)際距離，以百萬英里為單位分別為325981，123424777。在距離太陽(yáng)1.23億英里的范圍內(nèi)有四顆行星，但距離下一顆行星木星的距離超過3億英里。蘇格蘭數(shù)學(xué)家科林·麥克勞林（Colin Maclaurin）和托馬斯·賴特（Thomas Wright）關(guān)注到了火星和木星之間的差距，他們推測(cè)這個(gè)缺口中存在一個(gè)或多個(gè)行星。
1765年，提丟斯（Totius）提出一個(gè)求太陽(yáng)與諸行星之間的平均距離的經(jīng)驗(yàn)法則。1772年，柏林天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)約翰·波得（Bode）整理這個(gè)規(guī)律后發(fā)表，稱之為提丟斯——波得定律。天文學(xué)家根據(jù)這一定律推測(cè)出在2.8的位置上應(yīng)該還有一顆行星。
1781年，威廉·赫歇爾（William Herschel）發(fā)現(xiàn)了天王星，多次觀測(cè)后證實(shí)了這是一顆比土星更遠(yuǎn)的大行星，和太陽(yáng)的距離是192，與提丟斯——波得定律計(jì)算的結(jié)果196很接近。這增加了人們對(duì)提丟斯——波得定律的信心，但之后的20年，天文學(xué)家并沒有發(fā)現(xiàn)新星，致使當(dāng)時(shí)的德國(guó)哲學(xué)家格奧爾格·威廉·弗里德里希·黑格爾（Hegel）出來反對(duì)，他認(rèn)為用他的邏輯方法可以證明太陽(yáng)系的行星一定是7顆，不多也不少。1801年元旦的晚上，朱塞普·皮亞齊在意大利西西里島（Sicilia）的巴勒莫天文臺(tái)（Palermo）核對(duì)星圖，觀察金牛座一帶的星，偶然看到一顆8等星與星圖不合。第二夜發(fā)現(xiàn)已向西移動(dòng)，以后又連續(xù)觀測(cè)了40天，一直到2月23日終于因?yàn)閯诶圻^度而病倒。
皮亞齊將上述結(jié)果通報(bào)了歐洲的天文學(xué)家，但由于離太陽(yáng)的眩光太近，其他天文學(xué)家無法證實(shí)皮亞齊的觀測(cè)結(jié)果。當(dāng)時(shí)24歲的高斯（Gauss）開發(fā)了一種有效的軌道確定方法。幾周后，他預(yù)測(cè)了谷神星的路徑。1801年12月31日，查赫（Zach）和歐伯士（Olbers）在預(yù)測(cè)位置附近發(fā)現(xiàn)了這顆新星。這顆星取名為谷神星，與太陽(yáng)距離2.77，和波得定律大體相符。1802年，高斯又用改進(jìn)的方法計(jì)算出谷神星的運(yùn)行軌道。
命名
谷神星原名“賽麗娜”，它是羅馬神話中的收獲女神，中文譯作“谷神”，故名谷神星。這位女神又是西西里島的守護(hù)神，之所以取這個(gè)名，是因?yàn)樗潜晃魑骼飴u上的巴勒莫天文臺(tái)發(fā)現(xiàn)的。
皮亞齊最初發(fā)現(xiàn)谷神星時(shí)，建議取名為Cerere Ferdinandea，以女神賽麗娜（Ceres，羅馬得墨忒耳，意大利語(yǔ)中為Cerere）和西西里國(guó)王斐迪南迪亞（Ferdinandea）為名。然而，“斐迪南迪亞”不被其他國(guó)家接受，該名被刪除。谷神星在德國(guó)短暫地被稱為“赫拉”。希臘曾稱它為Δ?μητρα，以德墨忒耳命名，希臘語(yǔ)相當(dāng)于羅馬的Cerēs。除中文外，所有其他語(yǔ)言都使用Ceres/Cerere的變體：例如俄語(yǔ)Церера Tseréra，阿拉伯語(yǔ)????? Sīrīs，日語(yǔ)ケレス Keresu。中國(guó)稱它為“谷神星”。
稀土元素于1803年由瑞典化學(xué)家永斯·貝采利烏斯（J?ns，Jacob Berzelius）和瑞典礦物學(xué)家希辛格（Wilhelm Hisinger）共同發(fā)現(xiàn)，由德國(guó)化學(xué)家克拉普羅特（Martin Klaproth）獨(dú)立發(fā)現(xiàn)，以1801年發(fā)現(xiàn)的小行星谷神星命名，元素符號(hào)定為Ce。
分類
谷神星的分類經(jīng)歷了多次變化。約翰·埃勒特·博德（Johann Elert Bode）認(rèn)為谷神星是存在于火星和木星之間的“失蹤行星”，距離太陽(yáng)4.19億公里（2.8天文單位）。谷神星被賦予了行星符號(hào)，并在半個(gè)世紀(jì)以來一直在天文書籍中被列為行星。
隨著谷神星附近其他天體的發(fā)現(xiàn)，人們意識(shí)到谷神星代表了一類新的天體。1802年，隨著小行星帶上的智神星（“帕拉斯（Pallas）的發(fā)現(xiàn)，威廉·赫歇爾（William Herschel）將這些天體稱為小行星，他認(rèn)為：“它們與小星星非常相似，即使用非常好的望遠(yuǎn)鏡也很難與它們區(qū)分開來”。作為第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的此類天體，谷神星在現(xiàn)代小行星命名系統(tǒng)下被命名為谷神星1號(hào)。到1860年，谷神星等小行星與主要行星之間存在根本差異被廣泛接受。
2006年圍繞冥王星和行星構(gòu)成的辯論導(dǎo)致谷神星被考慮重新歸類為行星。國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)提出的關(guān)于行星定義的提案，將行星定義為“是一個(gè)天體，它既具有足夠的質(zhì)量，使其自重力克服剛體力，使其呈現(xiàn)流體靜力平衡（近圓形）形狀，同時(shí)在圍繞恒星的軌道上，既不是恒星也不是行星的衛(wèi)星”。2006年8月24日這項(xiàng)定義修改后被通過，其中附加了行星必須“清除其周圍的軌道”的額外要求。根據(jù)這個(gè)定義，谷神星不是一顆行星，因?yàn)樗皇瞧滠壍郎系奈ㄒ惶祗w，它與成千上萬的其他小行星一樣位于小行星帶上，且僅占小行星帶總質(zhì)量的25%左右。而像谷神星這樣符合第一個(gè)提議定義但不符合第二個(gè)定義的天體，被歸類為矮行星。
起源與演變
谷神星是一顆原行星（行星胚胎），形成于45.6億年前，由于木星的引力被打斷了成為行星的進(jìn)程，是內(nèi)太陽(yáng)系中唯一的原行星，其余的都是合并形成類地行星或已被木星從太陽(yáng)系中彈出。
谷神星的地質(zhì)演化取決于其形成期間和之后可用的熱源：小行星吸積的摩擦和各種放射性核素的衰變（可能包括短壽命的已滅絕放射性核素，如鋁-26）。這些被認(rèn)為足以讓谷神星在形成后不久分化成巖石核心和冰冷的地幔。
現(xiàn)在，谷神星的地質(zhì)活動(dòng)度已經(jīng)大大降低，其表面主要由撞擊雕刻而成。然而，來自美國(guó)“黎明”號(hào)探測(cè)器的證據(jù)表明，內(nèi)部過程在很大程度上繼續(xù)改變著谷神星的表面。
性質(zhì)與特性
基本情況
谷神星的直徑約為940千米，質(zhì)量為9.39×1020千克，平均密度較低（2.09克/立方厘米），谷神星的質(zhì)量約占小行星帶總質(zhì)量3.0±0.2×1021千克的三分之一。從在火星表面和軌道上環(huán)繞的太空船所發(fā)送的無線電訊號(hào)，觀察火星受到谷神星的運(yùn)動(dòng)所誘導(dǎo)的攝動(dòng)，曾經(jīng)被用來估計(jì)谷神星的質(zhì)量。谷神星白天的表面溫度從零下136華氏度到零下28華氏度（180至240開爾文）不等，最高溫度是在赤道地區(qū)測(cè)量的。谷神星具有“流體靜力平衡”這一特殊屬性，因此是一顆矮行星。然而，其與平衡形狀還有一些偏差尚未完全解釋。2018年7月，美國(guó)航空航天局發(fā)布了谷神星上發(fā)現(xiàn)的物理特征與地球上類似特征的比較。
谷神星是處于流體靜力平衡狀態(tài)的最小天體，比土星的衛(wèi)星土衛(wèi)五小600千米，質(zhì)量不到土星衛(wèi)星瑞亞的一半。建模表明，從它的巖石部分的部分分化來看，谷神星可能有一個(gè)小的金屬核心，但數(shù)據(jù)上與水合硅酸鹽的地幔一致，顯示谷神星沒有核心。由此可見谷神星內(nèi)部分層不明顯，內(nèi)核暫時(shí)無法判斷。
表面
組成
谷神星的表面成分廣泛地相似于C型小行星，也存在某些差別。它的紅外光譜顯示含水礦物的普遍特征，表明其內(nèi)部存在顯著數(shù)量的水。其他的可能表面成分包括富鐵的黏土礦物和碳酸鹽礦物。而其他C型小行星的光譜顯示通常沒有這樣的礦物。谷神星表面較暖，太陽(yáng)光直射區(qū)溫度可達(dá)235K，冰在此溫度是不穩(wěn)定的，冰升華留下的物質(zhì)可以解釋其（不同于冰衛(wèi)星）暗表面。
在谷神星上的“列涅努忒隕石坑（Ernutet）”及其周圍探測(cè)到一種有機(jī)化合物“索林（Tholins）”，這是地球上生命的必要組成部分。谷神星上的有機(jī)物質(zhì)主要分布在400平方英里（約1000平方千米）的區(qū)域內(nèi)。在Ernutet隕石坑的底部和南部邊緣，以及坑西南面的一個(gè)區(qū)域，有機(jī)物特征明顯。在隕石坑?xùn)|西幾英里的地方還有其他較小的富含有機(jī)物的區(qū)域。在伊納瑪哈里隕石坑（Inamahair Crater）的一個(gè)非常小的區(qū)域也發(fā)現(xiàn)了有機(jī)物，該隕石坑距離Ernutet約250英里（400千米）。此外，谷神星的大部分表面都含有極其豐富的碳，約占其近表面的20%，碳含量比地球上分析的碳質(zhì)球粒隕石高出五倍以上。表面碳顯示出與巖水相互作用產(chǎn)物（如粘土）混合的證據(jù)。這種化學(xué)反應(yīng)表明谷神星是在寒冷的環(huán)境中形成的，也許在木星軌道之外，它是在有水存在的超富碳物質(zhì)中形成的，這可能為有機(jī)化學(xué)提供有利的條件。
冰火山作用
谷神星表面的水冰是不穩(wěn)定的，若直接暴露在太陽(yáng)輻射下就會(huì)升華。水冰可以從深層遷移到表面，且在很短時(shí)間內(nèi)逃逸，于是，很難檢測(cè)到水蒸氣，可以探測(cè)到從谷神星的新鮮隕擊坑周圍或表層下的裂縫出來的逃逸水。國(guó)際紫外探測(cè)器（IUE）觀測(cè)到其北極附近相當(dāng)數(shù)量的氫氧根，它們是被太陽(yáng)紫外輻射離解水汽而產(chǎn)生的。2014年初，歐航局在《自然》雜志上報(bào)告說，他們利用赫歇爾望遠(yuǎn)鏡首次在谷神星上發(fā)現(xiàn)了水蒸氣，這些水蒸氣來自谷神星表面顏色較深的區(qū)域。水蒸氣的量并不大，約為每秒6千克。凱克天文臺(tái)觀測(cè)到Piazzi（123°E，21°N)）和A區(qū)（231°E，23°N）的兩個(gè)近紅外暗區(qū)是潛在源。水汽釋放的可能機(jī)制是表面暴露冰升華，或內(nèi)部放射熱量或因上覆冰層增長(zhǎng)而使下面海洋增壓而造成的“冰火山”噴發(fā)。當(dāng)谷神星在其軌道運(yùn)動(dòng)中離太陽(yáng)更遠(yuǎn)時(shí)，其表面冰的升華會(huì)減少，而內(nèi)部動(dòng)力排放不應(yīng)受到其所在軌道位置的影響。有限數(shù)據(jù)符合彗星式升華。
冰火山是咸水、泥水通過反復(fù)的噴發(fā)、流動(dòng)和凍結(jié)建造而成的。可能是由于冰火山過程，谷神星上大量的隕石坑上有中央坑和中央山峰。谷神星有一座突出的山——阿胡納蒙斯（Ahuna Mons），這座山是由冰構(gòu)成的，表面只有幾個(gè)隕石坑，這表明它的年齡最多只有幾億年。這是一座由冰火山作用引起的圓頂，聳立在撞擊坑上方，它的側(cè)面留下了巖石和碎片墜落的條紋，而俯視則顯示其頂部正在破裂。
阿胡納山并不是谷神星上唯一發(fā)生冰火山活動(dòng)的地方。“黎明號(hào)”的儀器發(fā)現(xiàn)了谷神星上的一些特征也是冰火火山活動(dòng)造成的，這些活動(dòng)使一些地區(qū)的地表重新出現(xiàn)，而不是建造高層建筑。例如，許多隕石坑顯示的地表比隕石撞擊留下的地表更平坦，所以它們可能是從下面被重新抬起的。此外，這種地面平坦的隕石坑經(jīng)常出現(xiàn)裂縫，表明受到了地層下冰冷的“巖漿”的推擠。
隕石坑
谷神星表面有隕擊坑和小亮斑。谷神星表面有大量的較淺隕擊坑，表明隕石撞擊的表層較軟，可能是水冰層。一個(gè)直徑為270千米的淺隕擊坑類似于土衛(wèi)三和土衛(wèi)八的大而淺的隕擊坑。最亮的亮斑（5號(hào)斑）在80千米的奧卡托隕石坑中央，它上空周期性地出現(xiàn)霾，是亮斑的冰升華或排氣；第二亮斑實(shí)際是一群（可能多達(dá)10個(gè)）分散的亮區(qū)。這些亮特征的反照率約為40%，是表面物質(zhì)（可能是冰或鹽）反射太陽(yáng)光。其表面較平坦的嚴(yán)重隕擊區(qū)域也有山脈。最驚奇的是“金字塔”形大山脈，其高度約為5千米，底部約為14.5千米寬。它與亮斑沒有關(guān)系，其成因還有待研究。
內(nèi)部結(jié)構(gòu)
谷神星有個(gè)被稱為“流體靜力平衡”的特殊屬性，這意味著谷神星內(nèi)核足夠不明顯，而是它的自轉(zhuǎn)方式?jīng)Q定了外形。利用谷神星的重力和地形信息，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)谷神星是“分層的”，這意味著它在不同的深度有不同的組成層。
三層模型
最內(nèi)部的一層，地幔主要由水合巖石組成，比如粘土。外層是24.85英里（40千米）厚的地殼，是冰、鹽和水合礦物的混合物。兩者之間有一層可能含有少量富含鹽的液體，稱為鹽水。它向下延伸至少62英里（100千米）。黎明號(hào)無法探測(cè)大約62英里（100千米）以下的深度，因此無法判斷谷神星的深層內(nèi)部是否含有更多的液體，還是富含金屬的致密物質(zhì)的核心。但較低的中心密度表明它可能保留約10%的孔隙率。一項(xiàng)研究估計(jì)核心和地幔/地殼的密度為2.46-~2.90和1.68~1.95克/立方厘米，地幔和地殼厚70~190千米。預(yù)計(jì)只有部分脫水（冰從核心排出），而地幔相對(duì)于水冰的高密度反映了其富含硅酸鹽和鹽類，也就是說，谷神星的核心、地幔和地殼都由巖石和冰組成，盡管比例不同。
2018年，黎明號(hào)探測(cè)器在其延長(zhǎng)任務(wù)的最后階段下降到距離谷神星表面35千米處，完成了成像、紅外光譜、元素光譜和引力科學(xué)等探測(cè)任務(wù)。2020年8月10日，《自然—天文學(xué)》《自然—地球科學(xué)》和《自然-通訊》發(fā)表的7篇論文報(bào)告了此次觀測(cè)的若干成果。研究顯示，谷神星曾是一個(gè)海洋世界。
“黎明”號(hào)延長(zhǎng)任務(wù)的高分辨率圖像證實(shí)了鹵水的暴露時(shí)間不到200萬年。此外，可見光和紅外測(cè)圖光譜儀發(fā)現(xiàn)了一種新的化合物——冰鹽，這是一種存在于海洋冰中的物質(zhì)。奧卡托隕石坑中央最大的明亮區(qū)域“谷類光斑（Cerealia Facula）”存在水合氯鹽。由于這些鹽的脫水速度很快，研究人員認(rèn)為鹵水可能還在不斷涌出，意味著谷神星內(nèi)部可能依然存在含鹽液體，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)奧卡托隕石坑底深處有一個(gè)很大的鹵水儲(chǔ)層。
兩層模型
在一個(gè)兩層模型中，谷神星由球粒核和由混合冰和微米級(jí)固體顆粒（“泥漿”）構(gòu)成的地幔兩部分組成。地表冰的升華會(huì)留下大約20米厚的水合顆粒沉積物。360公里厚的大地核，由75%的球粒和25%的顆粒構(gòu)成，地幔中有75%的冰和25%的顆粒；85公里的小地核，幾乎完全由顆粒組成，地幔中有30%的冰和70%的顆粒，分化程度的范圍與數(shù)據(jù)一致。對(duì)于一個(gè)大的核心，核心——地幔邊界應(yīng)該足夠溫暖，可以容納鹽水袋。對(duì)于小核心，地幔應(yīng)該在110公里以下保持液態(tài)。在后一種情況下，液態(tài)儲(chǔ)存庫(kù)凍結(jié)2%就會(huì)壓縮液體，迫使一些液體浮到表面，產(chǎn)生冰火火山作用。
另一個(gè)模型指出，黎明號(hào)的重力和地形數(shù)據(jù)與部分物理分化一致，即富含揮發(fā)性的殼（地殼）覆蓋在致密的水合硅酸鹽內(nèi)部（地幔）上。地殼和地幔的密度范圍可以從撞擊谷神星的石隕石類型中計(jì)算出來，對(duì)于CI級(jí)隕石，地幔/核心密度2.46克/立方厘米，地殼厚度約為70千米，密度為1.68克/立方厘米；對(duì)于CM級(jí)隕石，地幔/核心密度為2.9克/立方厘米，地殼厚度約為190千米，密度為1.9克/立方厘米。該模型的最佳擬合結(jié)果為地殼厚度約為40千米，密度約為1.25克/立方厘米，地幔/核心密度約為2.4克/立方厘米。
大氣層
谷神星位于火星和木星軌道之間的小行星帶上。2011年至2013年間，歐洲航天局赫歇爾空間觀測(cè)站觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，這顆矮行星有稀薄的水蒸氣大氣。這是第一次明確探測(cè)到小行星帶物體周圍的水蒸氣。當(dāng)來自太陽(yáng)的高能粒子撞擊谷神星隕石坑內(nèi)暴露的冰時(shí)，冰可以升華并形成一個(gè)持續(xù)一周左右的“外逸層”。
研究表明，當(dāng)谷神星靠近太陽(yáng)或陽(yáng)光直接照射冰面時(shí)，大氣層并不一定會(huì)顯現(xiàn)出來，而是在太陽(yáng)活動(dòng)水平較高時(shí)，太陽(yáng)釋放出的高能粒子才會(huì)顯現(xiàn)出來。此外，沒有探測(cè)到大氣層的時(shí)間正好是太陽(yáng)活動(dòng)較少的時(shí)間，這表明，在產(chǎn)生外逸層時(shí)，更重要的因素是太陽(yáng)活動(dòng)，而不是谷神星與太陽(yáng)的距離。
軌道特性
谷神星需要1682個(gè)地球日，或4.6個(gè)地球年，才能繞太陽(yáng)一周。當(dāng)谷神星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)，它每9小時(shí)完成一次自轉(zhuǎn)，使其白晝長(zhǎng)度成為太陽(yáng)系中最短的一天之一。谷神星的旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)于其圍繞太陽(yáng)的軌道平面僅傾斜4度。這意味著它幾乎完全直立旋轉(zhuǎn)，并且不像其他更傾斜的行星那樣經(jīng)歷季節(jié)。
谷神星與智神星處于接近1：1的平均運(yùn)動(dòng)軌道共振中（它們的正確軌道周期相差0.2%）。然而，兩者之間不太可能產(chǎn)生真正的共振。小行星自身質(zhì)量相對(duì)較小，因此小行星之間產(chǎn)生共振是非常罕見的。盡管如此，谷神星還是能夠?qū)⑵渌⌒行遣东@到臨時(shí)的1：1共振軌道關(guān)系中（使它們成為臨時(shí)特洛伊天體），周期長(zhǎng)達(dá)200萬年或更長(zhǎng)時(shí)間，已經(jīng)確定了有50個(gè)這樣能被捕獲共振的星體。
以上資料來源：
觀測(cè)與探測(cè)
觀測(cè)
當(dāng)谷神星在近日點(diǎn)附近沖時(shí)，它的視星等可以達(dá)到+6.7等，一般認(rèn)為對(duì)裸眼來說這樣的光度還是太暗而難以見到，但視力特別銳力的觀測(cè)者可能可以看見這顆矮行星。谷神星在合的時(shí)候光度是+9.3等，相當(dāng)于使用10X50的雙筒望遠(yuǎn)鏡可以看見的最暗天體。。
1984年11月13日，在墨西哥、佛羅里達(dá)和加勒比海之間，觀測(cè)到谷神星的恒星掩星。
1995年6月25日，分辨率為50公里的哈勃空間望遠(yuǎn)鏡對(duì)谷神星進(jìn)行了紫外觀測(cè)，并得到第一張圓盤分辨圖像。
2002年，巴黎-默東天文臺(tái)的一組天文學(xué)家使用了夏威夷莫納克亞凱克天文臺(tái)最先進(jìn)的自適應(yīng)光學(xué)儀器，以30公里的空間分辨率對(duì)谷神星表面進(jìn)行了成像，結(jié)果表明谷神星表面反射光的強(qiáng)度變化約為12%。
2003年末到2004年初，哈勃望遠(yuǎn)鏡獲得的高分辨率照片，讓人們第一次準(zhǔn)確測(cè)量出谷神星的密度僅稍高于水的兩倍。根據(jù)對(duì)谷神星組成成分的推測(cè)，這個(gè)密度意味著它高達(dá)40%的體積都是由水或水冰組成。這樣的含水量甚至遠(yuǎn)高于火星，使谷神星一躍成為木星軌道之內(nèi)的內(nèi)太陽(yáng)系中，含水量?jī)H次于地球的天體。
2012年~2013年，歐洲的赫歇爾空間天文臺(tái)首次確認(rèn)谷神星向外噴射水汽。其實(shí)，早在1991年，國(guó)際紫外探測(cè)器（IUE）就已經(jīng)觀測(cè)到谷神星上可能的水汽噴發(fā)，只是精度不夠，結(jié)果并非完全可靠。除了這兩次，其他多次在谷神星周圍搜尋水汽的觀測(cè)均告失敗，盡管有些觀測(cè)的精度已經(jīng)高于這兩次探測(cè)到水汽的觀測(cè)。水汽的發(fā)現(xiàn)，是谷神星上的大量水可能接近地表的直接證據(jù)。但是它時(shí)有時(shí)無的揮發(fā)，卻使水在谷神星上的狀態(tài)更加讓人不解。
2015年，美國(guó)航空航天局黎明號(hào)接近并環(huán)繞谷神星，將詳細(xì)的圖像和科學(xué)數(shù)據(jù)傳回地球。
“黎明”號(hào)探測(cè)
“黎明”號(hào)探測(cè)器于2007年9月發(fā)射升空，它的主要目標(biāo)是先后探訪小行星帶的兩個(gè)主要天體——灶神星和谷神星。“黎明”號(hào)2011年進(jìn)入灶神星的軌道，2012年離開灶神星，并于2015年抵達(dá)谷神星軌道。
航天器儀器包括一臺(tái)取景照相機(jī)、一臺(tái)視覺和紅外線光譜繼，γ射線和中子探測(cè)器。這些儀器探測(cè)了谷神星的形狀和元素組成。2015年1月13日，黎明拍攝了谷神星的第一張高分辨率照片，揭示了撞擊坑和地表上一個(gè)小的高反照率點(diǎn)，與先前觀測(cè)的位置接近，1月4日、2月12日、2月19日和2月25日、3月1日和4月10日和15日進(jìn)行了更多的成像，分辨率越來越高。
2015年2月19日，黎明號(hào)在4.6萬千米的高度上拍攝到谷神星的全貌，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)圖像中存在一個(gè)神秘的亮點(diǎn)，引發(fā)了對(duì)可能的冰火山起源的猜測(cè)。2015年3月3日，美國(guó)航空航天局發(fā)言人表示，這些亮點(diǎn)與含有冰或鹽的高反射材料一致，不太可能是低溫火山活動(dòng)。然而，在2016年9月，黎明團(tuán)隊(duì)的科學(xué)家在一篇科學(xué)論文中報(bào)告了低溫火山運(yùn)動(dòng)對(duì)谷神星內(nèi)部演化的作用。
2015年12月9日，根據(jù)“黎明”號(hào)傳回的數(shù)據(jù)，美國(guó)宇航局的科學(xué)家報(bào)告說，谷神星上的亮點(diǎn)可能與一種鹽有關(guān)，這種明亮的材料與一種稱為六氫合物的硫酸鎂一致，此外，這些斑點(diǎn)還被發(fā)現(xiàn)與富含氨的粘土有關(guān)。2016年6月，新的探測(cè)結(jié)果表明，這些亮點(diǎn)的近紅外光譜與大量碳酸鈉一致，而不是六氫合物的硫酸鎂，另一項(xiàng)研究也表面明谷神星的深隕石坑和鋸齒狀的山脈意味著地殼主要是巖石，可能與地球上發(fā)生的反應(yīng)相似。
2018年10月31日和11月1日，黎明號(hào)錯(cuò)過了與美國(guó)航空航天局深空網(wǎng)絡(luò)（DSN）的定期通信。研究團(tuán)隊(duì)排除其他原因后，得出結(jié)論稱，使航天器控制其指向的燃料已耗盡，其天線不能再與任務(wù)控制平臺(tái)通信，但還可以利用太陽(yáng)能電池板來充電，將繼續(xù)停留在谷神星軌道數(shù)十年。
宜居性研究
谷神星是太陽(yáng)系中為數(shù)不多的科學(xué)家想要尋找生命跡象的地方之一。谷神星擁有許多其他行星所沒有的東西——水。在地球上，水對(duì)生命至關(guān)重要，所以有可能在其他地方有這種成分和一些其他條件也可以支持生命。有研究證明谷神星曾是一個(gè)海洋世界，在2018年，SwRI領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在谷神星上發(fā)現(xiàn)了富碳表面的證據(jù)。在太陽(yáng)系內(nèi)部天體中，谷神星具有獨(dú)特的礦物學(xué)，其近表面似乎含有高達(dá)20%的碳，且包含氫、氮、氧、磷、硫磺等化學(xué)成分，這些都為有機(jī)化學(xué)提供了有利條件。
相關(guān)文化
蒼穹浩瀚
2015年播出的科幻懸疑電視劇《蒼穹浩瀚 第一季》（The Expanse），由羅伯特·里伯曼執(zhí)導(dǎo)，托馬斯·簡(jiǎn)、史蒂文·斯崔特、卡斯·安瓦爾、多米尼克·蒂珀、約翰·查特曼等人主演，講述了二百年后的未來，太陽(yáng)系的人類逐漸分成了地球人、火星人和以小行星帶為主的谷神星人，彼此之間的關(guān)系由于資源的爭(zhēng)奪而變得緊張。警探Josephus Miller連同船長(zhǎng)Jim Holden與他的船員一起揭發(fā)了一個(gè)威脅秩序和平及人類生存的陰謀。
命運(yùn)（Destiny）
2014年，由《光暈》系列游戲的締造者Bungie打造的全新第一人稱在線射擊游戲《命運(yùn)（Destiny）》的背景中，谷神星在人類黃金時(shí)代末期被一個(gè)名為墮落者的外星種族殖民。谷神星后來被居住在小行星帶的后人類文明摧毀。2019年9月8日《命運(yùn)》的完整續(xù)集《命運(yùn)2》在playstation 4和Xbox One上發(fā)布。
參考資料 >
Life A visit to the asteroid belt.Arquivo.pt.2023-10-25
Dwarf Planet 1 Ceres.TheSkyLive.2023-10-25
小行星有多大.百家號(hào).2025-05-22
太陽(yáng)系最小矮行星27日沖日，它長(zhǎng)啥樣？.中國(guó)青年網(wǎng).2023-10-30
ceres.NASA.2023-10-25
New Clues to Ceres' Bright Spots and Origins.Jet Propulsion Laborator.2023-10-30
Ceres: Facts - NASA Science.NASA Science.2023-10-26
The Bright Spots of Ceres Spin Into View". Slate.Retrieved.2023-11-01
Dawn Journal: Closing in on Ceres.THE PLANETARY SOCETI.2023-11-01
Dawn discovers evidence for organic material on Ceres (Update). PHYS ORG.2023-10-30
Team finds evidence for carbon-rich surface on Ceres.Southwest Research Institute.2023-10-28
.Observatorio Astronomico di Palermo .2023-11-01
WebElements Periodic Table ? Cerium ? historical information.WebElements.2023-11-03
Discovery of the Asteroids. NIPRnet Naval Oceanography Portal .2023-11-01
Planet debate: Proposed new definitions.NewScientist.2023-11-01
Definition of a Planet in the Solar System: Resolutions 5 and 6".International Astronomical Union.2023-11-01
.SCIENTIFIC AMERICAN.2023-10-30
What Looks Like Ceres on Earth?.RELATED NASA.2023-10-28
Ceres: The tiny world where volcanoes erupt ice.SpaceDaily.2023-11-03
Ceres Spots Remain a Mystery in Latest Dawn Images.NASA/JPL.2023-11-03
地球人都在太陽(yáng)系最小的矮行星上發(fā)現(xiàn)了什么?.中國(guó)青年網(wǎng).2023-10-26
PIA22660: Ceres' Internal Structure (Artist's Concept).Jet Propulsion Laboratory.2023-10-27
“黎明”號(hào)揭秘谷神星.光明網(wǎng).2023-10-27
Just a moment....WileyOnlineLibrary.2023-11-03
Confirmed: Ceres Has a Transient Atmosphere.UNIVERSE?TODAY.2023-10-30
Keck Adaptive Optics Images the Dwarf Planet Ceres. Adaptive Optics.2023-11-01
谷神星之謎. 中國(guó)國(guó)家天文.2023-10-27
At last, Ceres is a geological world.Planetary Society.2023-10-30
“黎明”號(hào)到達(dá)谷神星.中國(guó)科學(xué)院.2023-10-30
Bright Spots on Ceres Likely Ice, Not Cryovolcanoes.UNIVERSE TODAY.2023-10-30
Mistaken Identity: Ceres' Mysterious Bright Spots Aren't Epsom Salt After All.SPACE.2023-10-30
“黎明”號(hào)完成探測(cè)小行星帶使命.國(guó)家航天局.2023-10-30
蒼穹浩瀚 第一季 The Expanse Season 1 (2015).豆瓣電影.2023-10-28
The Expanse TV Series 2015–2022 TV-14 1h.IMDb.2023-10-28
Trademark Confirms Bungie's Next Game Is Titled 'Destiny'. Game Rant.2023-10-28
Destiny 2 launching Sept. 8, watch the reveal trailer.Polygon.2023-10-28
Destiny2.Bungie.2023-10-30