奇怪的矮行星谷神星可能在太阳系的冰边缘形成

　　谷神星是小行星带中最主要的成员，看起来与其他小行星不同。最值得注意的是，它的表面有大量的氨，这是其他小行星往往缺乏的。唯一能获得大量氨的地方是太阳系形成初期的外围区域。

　　在一篇新论文中，研究人员对谷神星与其邻居如此不同的原因提出了一种可能的解释：也许这颗矮行星始于土星以外的轨道，并在外部行星的大规模重组中被植入小行星带，并一直保留至今。

　　谷神星的半径为296英里(476公里)，是迄今为止主小行星带中最大的物体，主小行星带是火星和木星轨道之间松散的岩石集合。绝大多数小行星都远小于谷神星；事实上，谷神星本身就占了整个腰带质量的三分之一以上。

　　美国宇航局的黎明号宇宙飞船在谷神星周围的轨道上运行了几年，绘制并研究了它的表面。该任务发现，地表是与水结合的水冰矿物的混合物，如粘土和碳酸盐。其下是富含水冰的地幔，围绕着主要由固体岩石构成的地核。

　　谷神星的密度相对较低(每立方厘米2.2克)，反照率也相当低，这意味着它的反射性不是很强。这使得谷神星非常类似于最常见的一种小行星，C型——或碳质球粒陨石——小行星。事实上，谷神星位于主小行星带内，这使得它靠近其他C类小行星。

　　但是大多数C型小行星没有那么多水，也没有那么多粘土。而且谷神星表面也有大量的氨，其他小行星几乎都没有。氨在内太阳系并不常见，在该系统形成的早期，太阳的高温蒸发了氨。相反，氨只能在“冰线”之外存活，冰线是指离开太阳的距离，在那里像氨这样的挥发性元素可以存活。

　　事实上，谷神星看起来、闻起来或行动起来都不像小行星。相反，这颗矮行星与太阳系中最遥远的物体有更多的共同点——柯伊伯带的成员，如冥王星、卡戎和厄里斯。

　　科学家们对每一种奇怪的特征都提出了解释。也许谷神星是在小行星带内部形成的，以一种非常奇怪的方式允许它保持大量的水。也许它的形成并没有破坏主带的其他部分。也许在数十亿年的时间里，大量的氨从外太阳系漂浮进来，并发现自己在矮行星(而不是其他小行星)的表面。

　　或者，这篇新论文的作者提出，谷神星诞生在大行星轨道之外，很久以前被送入小行星带。

　　早期的太阳系是一个混乱的地方。成千上万个被称为星子的小天体相互竞争，争夺主导权，聚集成行星，然后再次被撞得粉碎。根据发表在预印本数据库arXiv上的新论文，在这些人群中有一大群人居住在大行星之外。

　　早期太阳系最常见的模型，称为尼斯模型(以法国的一个城市命名，在那里举行了一次关于太阳系形成的会议)，声称太阳系的巨大行星形成时离太阳更近，彼此之间比它们现在的位置更近。

　　当这些行星开始迁移到它们现代的位置时，事情发生了很大的变化。大量的柯伊伯带物体被打乱了，它们的轨道被巨大世界的运动扰乱了。其中一些完全被逐出了太阳系。一些撞在了一起，然后消失了。一些被捕获，如海王星的卫星Triton。

　　或许还有其他的进入了内太阳系。

　　但是，即使谷神星类型的世界进入了小行星带，它也不是一帆风顺的。天文学家已经知道外部系统的干扰甚至影响到小行星，导致该带失去了80%的物体。所以像谷神星这样的东西最终出现在小行星带并持续到今天是一个严峻的挑战。

　　它需要更多类似的物体。研究人员估计，如果在早期太阳系中土星轨道以外存在至少3500个谷神星大小的物体，其中至少有一个会进入小行星带并留在那里。这些估计是基于计算机模拟，在外行星迁移的破坏性阶段跟踪行星轨道的演变。数以千计的谷神星大小的物体听起来很多，但实际上这完全在其他模型为外星系人口提出的范围内。

　　结论：谷神星最有可能的解释是，它诞生于太阳系的冰冷边缘，是巨行星移动位置时移位的一组物体中最幸运的成员。