伽利略號探測器發現:木衛二可以將水,從其地下噴射到太空中!

2020-11-25 騰訊網

在飛越木星的衛星木衛二時，美國宇航局太空探測器伽利略號可能目睹了一縷水。包括馬克斯·普朗克太陽系研究所(MPS)研究人員在內的一組科學家，現在已經發現了關於這一事件的新證據。在計算機模擬中，努力再現由機載粒子探測器收集的數據，這隻有在假設涉及到水柱的情況下才能成功。木衛二擁有由冰水和地下海洋組成的外殼，其環境條件可能有利於簡單形式的生命。

水柱將為未來的木星任務，提供與木星衛星蓄水池直接接觸的可能性。分層的內部結構，包括液態鐵芯、稀薄的富氧大氣、感應磁場，木星第四大衛星木衛二與行星的相似性比與原始衛星相似性更大。另一個特點是：厚達18公裡的冰水外殼覆蓋了一片地下海洋。根據歐洲航天局(ESA)和國會議員領導的一組最新計算，現在有越來越多的證據表明，木衛二將這些水釋放到太空中，至少偶爾會在被稱為羽流的低溫火山噴發中釋放。

眾所周知，土星的衛星土衛二也表現出類似行為。在美國宇航局（NASA）卡西尼號任務中，機載相機拍攝了土衛二羽流的壯觀圖像。木衛二也向太空噴水的可比性和確鑿證據仍然沒有，然而，各種理論、模型和零星觀測表明，木衛二也可以噴出羽流。近年來，來自歐洲和美國幾個研究所的研究人員獨立發現了特定羽流的證據。其中一些小組評估了美國宇航局伽利略號探測器上磁力計的數據。

從1995年開始，伽利略號探測器花了8年時間探索木星系統，在2000年飛越木衛二時，測量數據顯示木星在衛星附近的磁場出現了偏差，這可能是由於同一時間發生的一股羽流造成。歐洲航天局科學家漢斯·休布賴特博士和同事們也重新研究了2000年飛越的數據，然而，這一次，再次審視了高能粒子探測器(EPD)進行的測量。該儀器由美國約翰霍普金斯大學應用物理實驗室開發製造。

其中，高能粒子探測器記錄了被困在木星磁場中的高能質子分布，木星磁場比地球強20倍，向太空延伸數百萬公裡。木衛二在這個巨大的磁保護罩內繞木星運行，在飛越期間，在木衛二附近錄得的質子明顯較預期為少。此前，研究人員曾假設木衛二本身遮擋了探測器的視野。然而，目前的結果指出了另一個原因，在精細的計算機模擬中，由ESA和MPS領導的科學家，對飛越過程中高能質子的運動進行了建模，試圖重現EPD的測量數據。

這只是在假設一股水柱影響了木衛二的環境情況下才成功。當高能質子與來自木衛二大氣層或羽流的未帶電粒子相撞時，它們會吸收來自這些粒子的電子，從而變成未帶電粒子本身。這意味著它們不再被困在木星的磁場中，可以高速離開系統。對於未來前往木星系統的任務，木衛二羽流將提供與衛星地下水庫直接接觸的可能性，並對其進行表徵。2022年，歐空局有一項新任務將開始旅程。

MPS將為這一努力貢獻亞毫米波儀器(SWI)和木星電子和離子光譜儀(JEI)，這是粒子環境包(PEP)的六個傳感器之一。美國宇航局還在準備歐羅巴-快艇任務，該任務將於2023年發射到木星系統。

博科園｜研究/來自：馬克斯·普朗克學會

研究發表期刊《地球物理研究快報》

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