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它的地下海洋比地球上的水还多!就在太阳系!

来源:海洋科学 【在线投稿】 栏目:综合新闻 时间:2021-09-17

火星是我们大多数航天器、着陆器和漫游者正在研究的地方,但是除了火星,科学家们正在寻找太阳系其他地方曾经存在生命的任何证据。尤其是他们对太阳系的海洋世界同样感到兴奋,比如卫星、小行星、矮行星和柯伊伯带的物体,在这些物体的厚冰层下可能存在巨大的液态水海洋,而今天主题就是木卫二。

木卫二的早期探索

自从1610年伽利略发现木卫二和木星的其他大卫星以来,天文学家就已经知道它们了。但直到20世纪60年代,来自地球的地面望远镜才开始对月球进行足够详细的研究,从而发现木卫二上含有大量的水冰。


1970年,美国宇航局的“先锋10号”和“11号”飞越了木卫二,证实了它冰冷的外表,但实际上,是“旅行者”号的双子星给了我们最好的视角,揭示了月球上精确到每像素2公里的特征。他们的照片显示了木卫二的表面是多么明亮和冰冷,上面覆盖着奇怪的条纹,看起来就像裂开的冰。与太阳系其他星球不同的是,木卫二上的陨石坑非常少,这意味着它不断被来自太空的新物质重新覆盖。

伽利略号宇宙飞船曾在20世纪90年代到达木星系统,带来了一个将留在该地区的轨道飞行器,对木星及其卫星进行了极其详细的研究。在执行木星任务的过程中,伽利略号对木卫二进行了12次单独的飞越。


伽利略号的观测帮助行星科学家计算出,木卫二的地下海洋可能比地球上的水还要多。伽利略号的照相机揭示了巨大的冰原断裂,淡水涌上来填补裂缝。显然,这仍然是一个活跃的世界。这种活动来自于与木星之间的潮汐相互作用,类似于我们在地球上与月球之间的潮汐,只是规模要大得多。它们使木卫二在轨道上来回扭曲,增加了内部的热量。


我们可以看到木星最近的卫星木卫一,也就是太阳系中火山活动最活跃的地方,并且有着潮汐的剧烈作用。其实木卫二的海底深处也可能有火山活动,为生命的繁荣提供能量和原材料。

木卫二快船

为了近距离研究木卫二,回答这些问题,美国宇航局正在建造一个轨道器,甚至可能是一个着陆器,它被称为木卫二快船(Europa Clipper)。

据最新消息,美国宇航局宣布,8月底他们的木卫二快船任务已被批准进入任务的下一阶段,进入最终设计阶段。

虽然它的目的地是木卫二,但它不会停留在离木星强大辐射带那么近的轨道上。相反,它会绕木星运行一段很长的轨道,每隔几周就会把它带回来,所以它只需要在辐射区待一小段时间。木卫二快船将每两周左右驶过木卫二,扫描它冰冷的表面,寻找证据,证明木卫二可能拥有生命的所有原始成分:液态水、能源和化学物质。


当然,将会有高分辨率的相机提供欧罗巴表面的图像,其清晰度是旅行者所拍摄的最佳图像的100倍。它将把木卫二的大部分地区绘制成50米宽的分辨率。它还将配备等离子体仪器和磁力仪,以更详细地测量欧罗巴周围的磁场;一种测绘成像光谱仪,用来绘制出木卫二内部的有机化学物质、盐和其他物质;一种热发射成像系统,用于探测木卫二表面温度的任何变化,定位更温暖的地方,因为液态水可能从表面下涌上来;一种质谱仪,用来测定表面化学物质的组成;一种紫外摄谱仪,可以绘制出任何可能从木卫二表面喷射到太空中的水羽;一种尘埃质量分析仪,用来观察从木卫二喷射出的微小固体颗粒。

最令人兴奋的是,还有一台能够穿透木卫二冰层的探地雷达,它可以绘制出木卫二冰层和地下海洋的厚度。它可以帮助发现离地表更近的水域,这可能是未来任务的理想地点。快船预计将于2023年在NASA的太空发射系统上发射。

木卫二的冰羽证据

在为这次任务做准备的过程中,行星科学家一直在扫描旧任务的数据,他们发现了一些非常令人兴奋的事情。那里似乎有从木卫二喷入太空的物质羽状物,类似于卡西尼号在土星卫星土卫二上发现的冰火山。


2012年,哈勃太空望远镜拍摄的紫外线图像暗示,木卫二上有羽状物,但数据还没有定论。行星科学家们意识到,伽利略号在1997年飞越了同一区域,并记录了有关木卫二磁场的数据。