日报

NASA称木卫二或存在水蒸气喷流,如属实将有利于未来实地探测

刊登于 2016-09-28

美国太空总(NASA)在“木卫二”(Europa)的表面,发现水蒸气喷流(Plumes of water vapor)。
木卫二(Europa)的南极疑似出现水蒸气喷流现象。

9月26日,美国太空总署(NASA)召开新闻发布会,宣称科学家通过对哈勃太空望远镜(Hubble Space Telescope)传回图像的分析,发现木星的一颗卫星——木卫二(Europa)表面疑似存在水蒸气喷流现象。木卫二的体积比月球略小,主要由硅酸盐岩石构成。此前,科学家推测在木卫二厚厚的坚固冰层之下潜藏着巨大的海洋,且预计其蓄水量相当于地球总水量的两倍。如能进一步证实今次的观察所得确是水蒸气喷流,未来的卫星探测器或无须钻探木卫二的冰层、甚至无须登陆,便能收集到由木卫二冰层底下喷出的液态水样本。

这项研究由美国太空望远镜科学研究所(STScI)天文学家 William Sparks 及其团队负责,论文将刊登在29日出版的美国天文学会(AAS)下属学术杂志《天文物理期刊》(The Astrophysical Journal)。

若发现最终能被证实,未来的探索工作会变得更容易。探测器或无须钻穿厚厚的坚固冰层,便能寻找木卫二可能存在的冰下海洋生命迹象。

美国太空望远镜科学研究所(STScI)天文学家 William Sparks

最初,Sparks 及其研究团队只是想确认木卫二是否拥有稀薄的大气层,因此采用了判断行星是否存在大气层的传统方法,即分类比较了木卫二掠过木星前方时的图像。Sparks 解释:“太阳系外行星的大气层会遮挡其后方恒星的部分光芒。假如木卫二有大气层,就有可能遮掩木星的部分光芒,且形成一个能被我们观察到的剪影。所以当木卫二掠过木星前方时,我们着重搜寻了木卫二的边缘吸收现象。”

但研究团队在15个月内分别进行的10次观察中,其中3次意外地发现了在木卫二的南极出现疑似水蒸气喷流现象。据图像推算,这些羽毛状的疑似水蒸气喷流柱,被喷射至约200公里的高度。今次的发现亦与2012年另一研究团队的观察所得吻合。

木卫二上的海洋被认为是太阳系中最有可能存在生命的地方之一,这些水蒸气喷流如果确实存在,将为我们提供另外一种获取木卫二冰层下液态水样本的方式。

美国太空总署华盛顿总部科学任务理事会代理副主管 Geoff Yoder

2012年,由美国西南研究院(Southwest Research Institute)科学家 Lorenz Roth 领导的研究团队宣布在木卫二寒冷的南极地区观测到水蒸气喷流迹象,并指出这些水蒸气柱的喷射高度超过160公里。

尽管2个团队均使用了哈勃太空望远镜的成像光谱仪设备,但他们的观察和计算方式完全独立,而得出的结论类似。Sparks 解释:“当我们以截然不同的方式去计算创建这些吸附现象所需要的质量时,却发现与 Roth 研究团队的数据非常相似。我们就相关质量、水蒸气喷流高度的估算结果都相类似。我们发现的其中2次喷流现象,其所在纬度也对应着他们2012年公布的观察所得。”

但至今,2个团队尚未分别同时观测到木卫二水蒸气喷流现象。例如,在 Sparks 的团队观测到喷流现象之后的一周以内,Roth 的团队也进行了观测,但就没有发现喷流现象。这意味着,木卫二的喷流可能是高度可变的,也就是说它们可能会偶尔爆发一段时间,然后归于沉寂。

据早先已公布计划,美国太空总署将于2018年把詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)送入太空,届时科学家们将可通过该望远镜进一步观测木卫二,希望能确认其表面存在水蒸气喷流现象。此外,美国太空总署亦透露,正在部署发射探测卫星飞往木卫二,探测器将携带相应研究仪器,用于证实喷流的存在,并展开详细的实地考察。

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这一发现如获证实,木卫二将成为太阳系中第2个被确认拥有水蒸气喷流的卫星。在2005年,美国太空总署的卡西尼号(Cassini)探测器在土星的卫星土卫二周围探测到水蒸气与尘埃喷流。

声音

这项观测打开了全新可能性的大门,我们期待未来将要进行的项目,如应用詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)来进一步跟进这一发现的后续研究。

美国太空总署华盛顿总部天体物理学分部主管 Paul Hertz

我们并非声称已经证明水蒸气喷流的存在,而是指出有证据表明其可能存在。

美国空间望远镜科学研究所(STScI)天文学家 William Sparks

哈勃太空望远镜

哈勃太空望远镜是以美国著名天文学家爱德温·鲍威尔·哈勃(Edwin Powell Hubble)为名,位于地球轨道上并且围绕地球飞行的太空空间望远镜。哈勃望远镜接收地面控制中心(美国马利兰州的霍普金斯大学内)的指令并将各种观测数据通过无线电传输回地球。由于它位于地球大气层之上,因此获得了地基望远镜所没有的好处:影像不受大气湍流的扰动、视相度绝佳,且无大气散射造成的背景光,还能观测会被臭氧层吸收的紫外线。于1990年发射之后,已经成为天文史上最重要的仪器。它成功弥补了地面观测的不足,帮助天文学家解决了许多天文学上的基本问题,使得人类对天文物理有了更多的认识。哈勃太空望远镜由美国太空总署(NASA)和欧洲太空总署(ESA)共同管理。(资料来自维基百科)

来源:NASAScienceDailyVerge卫报Business Insider

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