端聞

NASA稱木衞二或存在水蒸氣噴流,如屬實將有利於未來實地探測


美國太空總(NASA)在「木衛二」(Europa)的表面,發現水蒸氣噴流(Plumes of water vapor)。
木衞二(Europa)的南極疑似出現水蒸氣噴流現象。攝:JPL-Caltech/SETI Institute/NASA/AFP

9月26日,美國太空總署(NASA)召開新聞發布會,宣稱科學家通過對哈勃太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)傳回圖像的分析,發現木星的一顆衞星——木衞二(Europa)表面疑似存在水蒸氣噴流現象。木衞二的體積比月球略小,主要由矽酸鹽巖石構成。此前,科學家推測在木衞二厚厚的堅固冰層之下潛藏着巨大的海洋,且預計其蓄水量相當於地球總水量的兩倍。如能進一步證實今次的觀察所得確是水蒸氣噴流,未來的衞星探測器或無須鑽探木衛二的冰層、甚至無須登陸,便能收集到由木衛二冰層底下噴出的液態水樣本。

這項研究由美國太空望遠鏡科學研究所(STScI)天文學家 William Sparks 及其團隊負責,論文將刊登在29日出版的美國天文學會(AAS)下屬學術雜誌《天文物理期刊》(The Astrophysical Journal)。

若發現最終能被證實,未來的探索工作會變得更容易。探測器或無須鑽穿厚厚的堅固冰層,便能尋找木衛二可能存在的冰下海洋生命跡象。

美國太空望遠鏡科學研究所(STScI)天文學家 William Sparks

最初,Sparks 及其研究團隊只是想確認木衞二是否擁有稀薄的大氣層,因此採用了判斷行星是否存在大氣層的傳統方法,即分類比較了木衞二掠過木星前方時的圖像。Sparks 解釋:「太陽系外行星的大氣層會遮擋其後方恆星的部分光芒。假如木衞二有大氣層,就有可能遮掩木星的部分光芒,且形成一個能被我們觀察到的剪影。所以當木衞二掠過木星前方時,我們着重搜尋了木衞二的邊緣吸收現象。」

但研究團隊在15個月內分別進行的10次觀察中,其中3次意外地發現了在木衛二的南極出現疑似水蒸氣噴流現象。據圖像推算,這些羽毛狀的疑似水蒸氣噴流柱,被噴射至約200公里的高度。今次的發現亦與2012年另一研究團隊的觀察所得吻合。

木衞二上的海洋被認為是太陽系中最有可能存在生命的地方之一,這些水蒸氣噴流如果確實存在,將為我們提供另外一種獲取木衞二冰層下液態水樣本的方式。

美國太空總署華盛頓總部科學任務理事會代理副主管 Geoff Yoder

2012年,由美國西南研究院(Southwest Research Institute)科學家 Lorenz Roth 領導的研究團隊宣布在木衞二寒冷的南極地區觀測到水蒸氣噴流跡象,並指出這些水蒸氣柱的噴射高度超過160公里。

儘管2個團隊均使用了哈勃太空望遠鏡的成像光譜儀設備,但他們的觀察和計算方式完全獨立,而得出的結論類似。Sparks 解釋:「當我們以截然不同的方式去計算創建這些吸附現象所需要的質量時,卻發現與 Roth 研究團隊的數據非常相似。我們就相關質量、水蒸氣噴流高度的估算結果都相類似。我們發現的其中2次噴流現象,其所在緯度也對應着他們2012年公布的觀察所得。」

但至今,2個團隊尚未分別同時觀測到木衞二水蒸氣噴流現象。例如,在 Sparks 的團隊觀測到噴流現象之後的一週以內,Roth 的團隊也進行了觀測,但就沒有發現噴流現象。這意味着,木衞二的噴流可能是高度可變的,也就是說它們可能會偶爾爆發一段時間,然後歸於沉寂。

據早先已公布計劃,美國太空總署將於2018年把詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)送入太空,屆時科學家們將可通過該望遠鏡進一步觀測木衞二,希望能確認其表面存在水蒸氣噴流現象。此外,美國太空總署亦透露,正在部署發射探測衛星飛往木衞二,探測器將攜帶相應研究儀器,用於證實噴流的存在,並展開詳細的實地考察。

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這一發現如獲證實,木衞二將成為太陽系中第2個被確認擁有水蒸氣噴流的衞星。在2005年,美國太空總署的卡西尼號(Cassini)探測器在土星的衞星土衞二周圍探測到水蒸氣與塵埃噴流。

聲音

這項觀測打開了全新可能性的大門,我們期待未來將要進行的項目,如應用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)來進一步跟進這一發現的後續研究。

美國太空總署華盛頓總部天體物理學分部主管 Paul Hertz

我們並非聲稱已經證明水蒸氣噴流的存在,而是指出有證據表明其可能存在。

美國空間望遠鏡科學研究所(STScI)天文學家 William Sparks

哈勃太空望遠鏡

哈勃太空望遠鏡是以美國著名天文學家愛德温·鮑威爾·哈勃(Edwin Powell Hubble)為名,位於地球軌道上並且圍繞地球飛行的太空空間望遠鏡。哈勃望遠鏡接收地面控制中心(美國馬利蘭州的霍普金斯大學內)的指令並將各種觀測數據通過無線電傳輸回地球。由於它位於地球大氣層之上,因此獲得了地基望遠鏡所沒有的好處:影像不受大氣湍流的擾動、視相度絕佳,且無大氣散射造成的背景光,還能觀測會被臭氧層吸收的紫外線。於1990年發射之後,已經成為天文史上最重要的儀器。它成功彌補了地面觀測的不足,幫助天文學家解決了許多天文學上的基本問題,使得人類對天文物理有了更多的認識。哈勃太空望遠鏡由美國太空總署(NASA)和歐洲太空總署(ESA)共同管理。(資料來自維基百科)

來源:NASAScienceDailyVerge衛報Business Insider

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