谷神星(Ceres)是太阳系中最小且唯一位于火星与木星之间小行星带的矮行星,同时是人类首个发现的小行星带成员(1801年由朱塞佩·皮亚齐发现)。它曾长期被归类为“小行星”,但2006年国际天文学联合会(IAU)因“自身重力足以维持流体静力平衡(接近球形)”的特征,将其重新定义为矮行星。
关键物理特征
大小与质量:直径约950公里(半径约476公里),质量约为9.43×10²⁰千克,占小行星带总质量的1/4(冥王星质量的1/14)。
内部结构:可能具有分层结构——坚硬的岩石质内核、由水冰和泥土组成的轻质地幔(含水量约占体积25%,淡水量超过地球全部淡水总和)、以及富含盐沉积物(如 *** 镁)的岩石地壳。
轨道与自转:与太阳的平均距离约2.8个天文单位(4.13亿公里),公转周期4.6地球年;自转周期约9.074小时(太阳系中最短的自转周期之一),自转轴倾斜仅4度,几乎无四季变化。
表面与环境
表面特征:覆盖着无数年轻的小陨石坑(更大直径约280公里),陨石坑数量少且规模小,可能因地下冰层缓冲了撞击或过去热液活动抹去了大型痕迹;表面存在奥卡托陨石坑(直径92公里,深4公里)等明亮区域,可能由冰火山喷发或冰升华后的盐沉积形成。
大气与环境:大气极其稀薄,主要成分为水蒸气(可能来自冰火山喷发或地表冰升华);表面温度极低,平均约230K(43℃)。
探测历史
2007年,NASA发射“黎明号”(Dawn)探测器,先后探测灶神星(20112012年)和谷神星(20152018年)。“黎明号”传回的数据揭示了谷神星的详细表面特征(如奥卡托陨石坑的亮斑)、内部结构线索及可能存在的水冰,成为人类首个访问矮行星的探测器。
特殊意义
谷神星是太阳系中少数可能具备生命存在条件的天体之一——其内部的水冰、有机物(如2017年“黎明号”发现的富碳表面证据)及能量来源(太阳辐射),为微生物生存提供了潜在环境。它是“胚胎行星”的典型代表,因木星强大引力干扰未能继续成长为完整行星,保留了太阳系早期的形成信息。