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水羽是从欧罗巴喷射出来的吗?美国宇航局的欧罗巴快船正在调查此案

天文学与空间 2022-09-18 00:01:31

/图像-1/由喷气推进实验室拍摄 这张三联照片展示了由美国宇航局各种航天器拍摄的木星卫星木卫二的图像,包括旅行者1号、旅行者2号和伽利略号

信用:美国宇航局/JPL-加州理工学院 在木卫二发现火舌是一个令人兴奋的前景,但是科学家警告说,这将是棘手的,即使是近距离观察

2005年,土星卫星恩克拉多斯表面爆发出明亮的水状羽流的图像吸引了全世界

从月球南极区域喷射出的巨大蒸汽、冰粒子和有机分子柱表明,在土卫二的冰壳下有一个液态水海洋,并证实了月球在地质上是活跃的

羽流还将土卫二和太阳系外的其他星球推向了美国宇航局寻找生命迹象的首选位置,这些星球没有大气层,也远离太阳的热量

科学家们现在正准备前往另一个可能有羽状物的冰覆盖的海洋世界:木星的卫星欧罗巴

计划于2024年发射的美国宇航局“欧罗巴号”飞船将从月球内部深处到表面研究月球,以确定它是否含有使其成为可行的生命家园的成分

像土卫二一样,木卫二在地质上也是动态的,这意味着两个被冰覆盖的卫星都在内部产生热量,因为它们的固体层在与主行星和邻近卫星的引力拔河中伸展和弯曲

这不是来自太阳的热量,而是阻止了地下水结冰

热量也有助于在海底产生或循环生命的化学物质,包括碳、氢、氧、氮、磷和硫

但这就是相似之处的终点

这张土星卫星恩克拉多斯的喷水图像是由美国宇航局的卡西尼号宇宙飞船在11月11日拍摄的

27, 2005

土卫二被太阳从背后照亮

学分:美国宇航局/JPL-加州理工学院/空间科学研究所 “很多人认为木卫二将成为土卫二

快船欧罗巴成像系统(EIS)相机背后的科学团队成员Lynnae Quick说

“但我们不能这样看;位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的奎克说

有证据表明,木卫二可能像土卫二一样从其地下排出水

例如,科学家使用美国宇航局的伽利略号宇宙飞船,美国宇航局的哈勃望远镜和大型地球望远镜已经报告在欧罗巴探测到微弱的水羽或其化学成分

但是没有人确定

欧罗巴快船的欧罗巴测绘成像光谱仪(MISE)科学团队成员、爱达荷大学物理系副教授马修·麦凯·海德曼说:“我们仍然处于有真正有趣证据的空间,但没有一个是万无一失的。”

科学家被羽状物吸引有几个原因

首先,它们不可否认地很酷:“我们是科学家,但我们也是人类,”肖恩·布鲁克斯说,他是欧罗巴快船的欧罗巴紫外线摄谱仪(欧罗巴-UVS)科学团队的工作人员,总部设在南加州的美国宇航局喷气推进实验室

但布鲁克斯说,更实际的是,羽流让科学家更容易进入木卫二的内部

他说:“这一切都归结于木卫二是否适合居住,归结于对地表下正在发生的事情有所了解,这是我们目前还无法达到的。”

换句话说,欧罗巴的魔力,一个潜在可居住世界的原型,隐藏在月球深处看不到

与土卫二相比,木卫二只有德克萨斯州那么大,大约是地球的四分之一,或者说比地球的月亮小一点

证据表明,木卫二有比土卫二深得多的盐水海洋,可能有40到100英里(约60到160公里)深,这意味着它可能含有地球海洋两倍的水

一些科学家假设木卫二的海洋可能通过热液喷口与海底过热的岩石发生反应

在地球上,这些地区是滋养无数生物的化学活动的温床

这张合成图像显示了疑似从木星卫星木卫二喷发的水汽羽流

羽流的图像是根据美国宇航局哈勃太空望远镜成像光谱仪在2014年收集的数据制作的

木卫二本身的图像是由美国宇航局的伽利略和旅行者任务的数据制成的

信用:美国航天局/欧空局/世界银行

斯帕克斯/美国地质勘探局天体地质科学中心 科学家表示,木卫二的冰壳中也可能有大量的融水,这比海洋更有可能成为羽流的来源

这些口袋也能为生物提供舒适的栖息地

因为它比土卫二更接近木星,所以木卫二绕其主行星旋转时产生的摩擦会产生更多的热量

考虑到内部热量刺激了岩石世界的地质活动,预计木卫二将拥有比土卫二更广泛的地质

一些科学家预测,木卫二有板块构造,可以移动和回收构成月球表面的冰块

如果是这样的话,木卫二可能正在将木星辐射在表面产生的营养物质,如氧气,循环到冰壳中的液体口袋,或者海洋本身

通过欧罗巴快船,科学家将有机会通过分析羽流的化学组成或它们可能在表面留下的痕迹来测试他们的一些预测

科学家警告说,欧洲羽流即使存在,也很难从特写镜头中发现

它们可能是零星的,也可能又小又薄,因为木卫二的引力比土卫二强得多,可能会让这些水羽靠近地表

这与恩克拉多斯壮观的蒸汽柱截然不同:它总是在月球上,而且比月球本身还要大,在离表面数百英里的地方喷射出冰冷的粒子

“即使它们在那里,木卫二的羽状物可能也没有那么上镜,”海德曼说

尽管欧罗巴快船的科学家们正在设计各种创造性的策略,以在203 1年飞船开始探索欧罗巴时发现活跃的羽流,但他们并不依赖于它们来了解月球内部发生的事情

奎克说:“我们不必为了成功的任务而抓一只。”

奎克补充说,“快船”上的每一个仪器都可以提供地表下可居住条件的证据,不管有没有活跃的羽流

科学团队将如何搜索潜在羽流的几个例子包括欧罗巴快船的相机套件“环境影响报告书”

它将在木卫二表面附近寻找羽状物,部分方法是在木卫二的边缘寻找它们的轮廓,当月亮经过木星前方时,它会被木星的光照亮

“环境影响报告书”将捕捉到火舌的照片,以及可能在地表看到的火舌沉积物

欧罗巴-UVS号还将努力探测紫外线中的羽流,包括当欧罗巴经过附近恒星的前方时,在月球边缘的羽流,并且可以测量这种羽流的化学成分

一个热相机,欧罗巴热发射成像系统(E-THEMIS),将寻找表面上可能是活跃或最近爆发的证据的热点

无论研究人员是否在欧罗巴发现羽流,欧罗巴快船团队都将取得成功,尽管许多科学家希望通过一场壮观的水上表演来丰富任务和我们对欧罗巴的了解

海德曼说:“我确实怀疑欧罗巴是活跃的,让一些物质逃脱了。”

“但我预计,当我们真正了解它是如何做到这一点的时候,这不会是任何人所期望的

"

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