窥探谷神星内部,科学家用上引力场
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作为太阳系小行星带里的“大个子”,直径为940公里的矮行星——谷神星一直备受关注。它是美国“黎明”号探测器的主要观测对象之一。

据物理学家组织网报道,一个国际研究小组通过分析“黎明”号获取的引力场等数据,认为谷神星表面一座圆顶形状的山由泥浆——混合了盐水和固体颗粒的物质组成。该项研究近日在线发表在《自然·地球科学》的官网上。

行星引力场是研究行星内部结构的重要窗口。如何探测行星引力场?引力场数据里,藏着哪些关于行星内部结构和成分的秘密?科技日报记者就此采访了相关专家。

如何探测行星引力场

2007年升空的“黎明”号,主要研究火星和木星之间小行星带中的两个较大目标——灶神星和谷神星。2011年7月到2012年9月,“黎明”号围绕灶神星考察,然后启程前往谷神星,于2015年3月到达目的地。

自2015年初传回截至当时最为清晰的谷神星“靓照”开始,“黎明”号一直在辛勤地工作,传回各种数据。通过对光谱、引力场等数据的研究分析,科学家们对谷神星的认识不断丰富。

为了更好地解释关于引力场的基本概念,中国科学院国家天文台研究员平劲松打了个比方,如果把要探测的天体当作一个质量点看待时,围绕它飞行的卫星所运行的轨道应该是一个圆锥曲线,即椭圆或者抛物线等。

然而,中心引力体并不是一个点,是由物质组成的球体。如果这个球体是一个正球体,那么它对卫星运行轨道的扰动可以忽略不计。

但通常情况下,行星一般不是正球体,而是椭球体,比如旋转椭球体、三轴椭球体等。因此,行星的引力在空间的分布是不均匀的。卫星飞过时候,不均匀的引力场就会对卫星运行的轨道产生扰动。

“那么,通过分析卫星轨道的变化,可以去重建行星的引力特征。”平劲松介绍,影响引力特征分布的主要有两个因素,即物质的形状和密度。


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