NASA究竟在木衛二上發現了什麼？答案今天凌晨已揭曉

06-29

正在載入...

視頻介紹：在木衛二經過木星前方時，哈勃望遠鏡拍攝了木衛二的紫外圖像。在超過十次觀測中，哈勃獲取了三次疑似水汽羽流噴射的圖像，這是支持木衛二表面存在羽流噴射的又一證據。早在2012年，哈勃望遠鏡就檢測到木衛二疑似噴射物中的水蒸氣光譜特徵。

這張合成圖像展示了疑似水汽羽流噴射物在木衛二上的位置，位於圖中木衛二的七點鐘方向（西南方向）。該羽流圖像，由哈勃太空望遠鏡成像光譜儀獲取。哈勃望遠鏡在木衛二經過木星前方時，得到其噴射羽流的輪廓剪影，這恰好在哈勃望遠鏡紫外靈敏度的範圍內。該羽流噴射高度達160千米，被認為來自木衛二冰層下方的海洋中。該圖像中哈勃數據部分獲取於2014年1月26日，木衛二圖像源自哈勃、伽利略號、旅行者號的數據疊加。

騰訊太空訊（桂林）北京時間9月27日凌晨兩點，美國宇航局舉行電話會議，宣布在哈勃太空望遠鏡拍攝的木衛二圖像上有了重大發現。

此前天文學家使用哈勃望遠鏡拍攝到疑似木衛二表面水汽羽流的噴發物，這一發現支持哈勃望遠鏡對木衛二的其他觀測，暗示這顆冰冷衛星會噴射出高海拔高度的水汽羽流。

該發現提高了未來木衛二探測任務直接在軌道上獲取木衛二冰層下海洋中樣品的可能性，不再需要派遣著陸器登陸其表面鑿開冰層。

美國宇航局科學任務理事會首席助理傑夫·約德（Geoff Yoder）稱：「木衛二被認為是太陽系中除地球外最可能有生命存在的地方，而這些羽狀物一旦被確認存在，將提供一種新的方式去獲取木衛二冰層下的樣品。」

木衛二冰層表面水汽羽流噴射想像圖。

之前科學家認為這些羽狀物可被噴射至200公里高的高空，並攜帶一些物質落回木衛二表面，就像下雨一樣。木衛二擁有一個巨大的全球性液態水海洋，該海洋蘊含的水資源是地球海洋的兩倍！木衛二的巨大海洋由表面寒冷堅硬的冰殼覆蓋保護，但冰殼厚度目前依舊是未知的。而從冰殼下海洋噴出的這些羽流提供了直接獲取木衛二內部樣本的誘人機會，不需要再去登陸木衛二鑿開厚達數英里的冰層。

2012年與2014年，兩隻團隊獨立的觀測結果顯示木衛二南極附近疑似存在水汽羽流噴射。來源：NASA, ESA, W. Sparks (left image) L. Roth (right image)

兩個團隊獨立觀測均指向同一結果

由美國巴爾的摩太空望遠鏡科學研究所天文學家威廉·斯帕克斯（William Sparks）領導的團隊，觀測到了這顆衛星表面伸出似」指狀突起「的噴射羽流，當時他們正在觀測從木星前方緩慢經過的木衛二。威廉·斯帕克斯也是NASA此次電話會議的與會嘉賓之一。

斯帕克斯的團隊最初的觀測目標是希望確認木衛二是否擁有一個近乎稀薄、延展的大氣層（散逸層），他們的觀測方式同樣被用於確定圍繞其他恆星運轉的太陽系外行星是否擁有大氣層。該團隊認為如果有水汽正從木衛二表面排出，該方法將對觀測非常有幫助。

威廉·斯帕克斯解釋稱：「系外行星的大氣會遮住部分來自前方恆星的光。同樣地，如果木衛二有一層稀薄的大氣，它將有可能遮住一些反射自木星表面的光，這樣我們就能看到木衛二大氣層的輪廓，並在木衛二經過木星前方時了解該大氣層的吸收特徵。」

三張2014年哈勃獲取的圖像展示木衛二南極存在水汽羽流噴射的證據。來源：NASA, ESA, W. Sparks (STScI)

在跨度達15個月的10次獨立觀測事件中，斯帕克斯團隊觀測到三次極可能是木衛二表面水汽羽流噴射事件。這一觀測結果成為證實木衛二表面存在噴射羽流的又一證據。

早在2012年，由來自美國西南研究院洛倫茨·羅斯(Lorenz Roth)領導的團隊，檢測到木衛二寒冷南極噴射出水汽羽流的現象，該羽流噴射高度超過160千米。

雖然斯帕克斯與羅斯的團隊都使用了哈勃望遠鏡的成像光譜儀，但是這兩個團隊使用的是完全獨立的方法，得到了相同的結論。

斯帕克斯稱：「當我們以一種完全不同的演算法計算（木衛二大氣層）吸收特徵所需的物質量時，卻發現得到的結果與羅斯團隊此前得到的是如此相近。我們和他們對物質質量的估算結果接近，並對這些羽流的噴射高度計算也是相似的。而且我們觀測到的兩次羽流噴射事件的緯度分布，恰好對應此前他們的發現。」

不過截至目前，兩個團隊未有在使用各自獨立技術條件下同時觀測到木衛二上的羽流噴射。而當前的觀測似乎暗示木衛二上的噴射事件是多變的，充滿不確定性。它們可能會在某些時間段零星的爆發，隨後沉寂。例如，有過一周內斯帕克斯團隊先觀測到一例噴射事件，但隨後羅斯團隊未能再觀測到。

木衛二探測器或可直接從這些水汽羽流中獲取木衛二冰層下海洋的信息，無需著陸。

確認水汽羽流存在將改變未來木衛二探測方式

一旦得到確認，木衛二將是太陽系第二顆表面存在水汽羽流噴射的衛星。早在2005年，NASA的卡西尼號探測器就檢測到土衛二表面噴射出的水汽羽流與塵埃。土衛二是土星第六大衛星，直徑約為500公里。

科學家有望在2018年利用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡在紅外波段確認木衛二上的羽流噴射活動，按計劃該望遠鏡將在2018年升空。同時，NASA正在制定一項前往木衛二的探測任務，它最早將於2022年升空，搭載的科學儀器也將確認這些噴射羽流是否存在，並在多次飛越木衛二上空時近距離研究這些噴射物。

NASA會議前在社交媒體上劇透稱，在木衛二上的新發現和外星人無關。

電話會議的與會嘉賓之一，來自美國宇航局華盛頓總部天體物理學部主任保羅·赫茲(Paul Hertz)表示：哈勃望遠鏡的獨特能力使它能夠捕捉觀測到這些羽流，這也再次展示了哈勃最初設計能力之外強大的觀測能力。我們期待未來的任務，比如詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將跟進這一令人激動的發現。

斯帕克斯團隊的發現將發表在本月29日的《天體物理學雜誌》上。

木衛二近距離照片。來源;NASA

木衛二百科：

木衛二又稱「歐羅巴」（Europa），是木星四顆伽利略衛星中最小的一顆，直徑3122千米，略小於月球（直徑3476千米）。木衛二與木星之間平均距離為67萬公里，繞木星公轉一周僅需三天半的時間。木衛二的軌道非常接近正圓，偏心率僅0.009。跟其他伽利略衛星一樣，木衛二也被木星潮汐鎖定，因而有一個半球永遠朝向木星。由木星和其他衛星不同方向的引力牽引對木衛二產生潮汐加熱，使得木衛二表面冰層下形成液態水組成的海洋，並為木衛二內部地質活動提供了條件。

木衛二主體與類地行星相似，主要由硅酸鹽岩石構成，並可能存在一個鐵-鎳核心。它的表面由水覆蓋，據推測深度可達上百千米。上層為凍結的光滑冰殼，冰殼下是液態水海洋。1995年到2003年期間，環繞木星科學考查的伽利略號探測器採集到的磁場數據表明，木衛二在木星磁場影響下自身能夠產生一個感應磁場，這一發現暗示木衛二內部很可能存在與鹹水海洋相似的傳導層，冰下鹹水海洋的極性離子是該磁場的成因。此外，木衛二表面冰層自轉速度要略快於內部，冰下海洋將冰殼與更下層地幔分開，冰殼在木星引力牽扯下被撕裂。對比旅行者號和伽利略號拍攝的照片可測算出，約每1萬年木衛二的冰殼會比其內部多自轉一周。

另有光譜分析證據表明，木衛二表面裂痕中微顯淡紅色的物質有可能是冰下滲出的海水揮發後沉積下來的鹽，如硫酸鎂。硫化氫也是這一現象的一個合理的解釋。但由於這兩種物質的純凈物是無色或白色，別的一些物質也被用於解釋淡紅色的成因，比如含有硫磺的混合物等。

據猜想，木衛二冰下海洋中可能有生命存在，其生存環境可能與地球上深海熱泉或南極沃斯托克湖（Lake Vostok）相似，其生命形態或與地球上的某些嗜極生物相似，儘管目前還沒有任何證據。NASA將在2020年代派出專項任務探測器拜訪木衛二。