谷神星

谷神星是小行星带中体积最大的天体，也是唯一一颗轨道位于海王星以内的矮行星。它的直径约940公里，占据了整个小行星带总质量的四分之一到三分之一左右，但体积依然小到，若把五颗谷神星排成一列，长度也不过相当于美国本土的宽度。它占据着一个颇为奇特的中间地带：太大、太圆，算不上单纯的小行星；却又太小、太远，够不上行星的资格；同时它又富含水分，以至于一些行星科学家不再把它单纯当作一块岩石看待，而更倾向于将它视为一个游荡到内太阳系的冰质海洋世界。

谷神星以2.77天文单位的平均距离，每4.6年绕太阳一圈，它的自转速度很快——一天时长刚过九小时——而且它几乎是笔直站立的，自转轴倾角仅约4度。这种近乎垂直的自转，加上它10.6度的轨道倾角，最终对它的冰能在哪些地方存续，产生了深远的影响。

第一颗小行星，也是第一颗矮行星

谷神星是在19世纪的第一个夜晚——1801年1月1日——由意大利天文学家朱塞佩·皮亚齐在西西里岛的巴勒莫天文台发现的。他起初以为那是一颗彗星，但在数周内追踪其相对恒星的缓慢漂移后，怀疑它是一颗小行星。皮亚齐将其命名为“谷神星·费迪南德亚”，取自罗马神话中掌管农业与谷物的女神，同时也是西西里岛的守护神；后来，向国王费迪南致敬的部分被去掉，只留下了“谷神星”这个名字。

数十年间，谷神星一直被视为一颗行星，直到智神星、婚神星、灶神星以及其他数量不断增多的类似天体相继被发现，它们才全部被重新归类为“小行星”。谷神星保留了“1号小行星”这一编号，作为人类发现的第一颗小行星。到了2006年，国际天文学联合会再次“提拔”了它：由于它质量足够大，能靠自身引力形成球形，却又无法清空自己轨道附近的其他天体，谷神星被归类为“矮行星”——同年，冥王星也被重新归入这一新设立的类别。

一个伪装成岩石的冰质世界

谷神星远不止是一块伤痕累累的岩石球体。航天器的引力测量显示，按质量计算，它只有约30%到40%是岩石，这意味着它拥有一层深厚、富含冰的外层，包裹着一个泥泞的岩质核心——水或许占据了整个天体质量的四分之一左右。这使它成为除地球之外，内太阳系中含水量最丰富的天体之一。

2014年，欧洲航天局的“赫歇尔”太空天文台探测到谷神星周围有微弱的水汽羽流逸出，这是首次在小行星带天体上发现水分喷发的明确迹象。这些水汽被认为来自近表层冰直接升华进入太空。而在阳光永远照不到的地方——即两极附近处于永久阴影中的撞击坑坑底，由于那极小的轴倾角而得以维持为“冷阱”——水冰能够在表面本身存续下来，与水星和月球阴影中发现的冰藏机制颇为相似。

奥克塔维亚坑的亮斑

谷神星最著名的地貌，是一片散落各处、耀眼夺目的白色斑块，随着影像分辨率不断提高，一度让科学家们百思不得其解。最明亮的一簇亮斑位于奥克塔（Occator）坑内部，这是一个相对年轻的撞击坑，宽约92公里，深约4公里。其中央的沉积区“谷神星光斑”（Cerealia Facula）以及附近的“维纳利亚光斑”（Vinalia Faculae），是整个天体上反射率最高的地方——明亮到即便在早期模糊的接近照片中也依然清晰可见。

这些亮斑最终被确认为盐类沉积物，主要成分是碳酸钠，是当富含盐分的液体从地下涌升、抵达地表，随后冻结并升华消散到太空中之后，留下的矿物质外壳。它们的存在表明，地下曾存在过咸水储层——一片地下咸水海洋的残余遗迹——而且从地质学角度而言，这些活动发生的时间相对较近。谷神星较暗的表面上，还分布着含有机化合物和粘土的物质，这些正是让它在宜居性问题上显得引人关注的原始材料。

冰火山与伤痕累累的表面

阿胡纳山从周围平坦的地形上拔地而起，高度超过4公里，是谷神星最高的山峰，也是太阳系中最奇特的地貌之一：一座孤立的、侧壁陡峭的穹丘，其山坡上布满明亮的条纹，普遍被解读为一座冰火山，渗出的并非熔融岩浆，而是一种由盐分和泥浆状冰组成的浆状物质。它年轻的外观表明，谷神星在相对晚近的地质历史中依然活跃过。

这颗矮行星最大的撞击伤痕是克尔万撞击坑，一个古老、轮廓已趋平缓的盆地，直径约280公里——几乎相当于谷神星自身宽度的三分之一。值得注意的是，谷神星上真正巨大的撞击坑数量比预期要少，这暗示它那富含冰、缓慢“回弹”的地壳，在数十亿年间已经把最大、最古老的伤痕逐渐抚平。

“黎明号”：绘制它地图的那项任务

以上几乎所有内容，都来自单独一艘航天器。NASA的“黎明号”探测器采用高效的离子推进技术，成为首个环绕地球以外两个不同目的地运行的探测任务——先是环绕巨型小行星灶神星，随后于2015年3月6日抵达谷神星。它也是首个进入矮行星轨道的航天器，比“新视野号”飞掠冥王星还要早几个月。

在三年多的时间里，“黎明号”不断螺旋式地逼近谷神星，最终降至距地表约35公里的高度，为奥克塔坑的盐类沉积物拍摄了极为精细的影像。这项任务于2018年11月1日结束，当时“黎明号”耗尽了用于调整天线和太阳能板指向所需的肼燃料，随后陷入沉寂，停留在一条稳定的轨道上，未来数十年间将作为一座废弃的纪念碑，继续绕谷神星运行。

如何找到谷神星

谷神星是唯一一颗后院观测者能够切实寻获的矮行星。在最佳状态下——大约每15到16个月出现一次的冲日期间——它的亮度可提升至约6.7等，刚好超过普通人肉眼可见的门槛，但在黑暗的观测地点用双筒望远镜寻找它却相当容易。它看起来像一颗暗淡、稳定的恒星，因此诀窍在于把这片星域画下来，或对照星图做好标记，隔一两个晚上再回去观测，捕捉它的移动。即便是最大的望远镜，也只能把它呈现为一个毫无细节的小圆盘——这正是为什么“黎明号”传回的近距离影像会如此令人震撼的原因。