水柱是从欧罗巴喷出的吗?美国宇航局的欧罗巴快船正在调查中

在欧罗巴寻找羽状物是一个令人兴奋的前景,但科学家警告说,即使是近距离观察也会很棘手。

2005 年,从土星卫星土卫二表面喷出的明亮水柱的图像吸引了全世界。从月球南极地区喷出的巨大蒸汽柱、冰粒和有机分子表明土卫二冰壳下方有液态水海洋,并证实了月球的地质活动。羽流还将土卫二和太阳系外没有大气层且远离太阳的热量的其他世界推向了美国宇航局寻找生命迹象的地点列表的顶部。

科学家们现在正准备前往另一个可能有羽状物的冰雪覆盖的海洋世界:木星的卫星木卫二。美国宇航局的欧罗巴快船计划于 2024 年发射,将从其内部深处到表面研究月球,以确定它是否具有使其成为可行的生命家园的成分。

与土卫二一样,木卫二在地质上是动态的,这意味着两颗卫星都会在内部产生热量,因为它们的固体层在与宿主行星和邻近卫星的引力拉锯战中伸展和弯曲。这不是来自太阳的热量,而是防止地下水在这些冰雪覆盖的卫星上结冰。热量还可能有助于在海底产生或循环生命的化学成分,包括碳、氢、氧、氮、磷和硫。

但这就是相似之处。

“很多人认为木卫二将成为土卫二2.0,羽流不断从地表喷出,” Clipper 的木卫二成像系统 (EIS) 相机背后的科学团队成员Lynnae Quick说。“但我们不能那样看;欧罗巴是一只完全不同的野兽,”位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的奎克说。

美国宇航局卡西尼号航天器于 2005 年 11 月 27 日拍摄的土卫二水射流的第一批图像之一。在这张图像中,土卫二被太阳背光照射。

有证据表明木卫二可能会像土卫二一样从地下排出水。例如,使用美国宇航局伽利略号航天器、美国宇航局哈勃望远镜和大型地球望远镜的科学家报告说,在木卫二探测到微弱的水羽流或其化学成分。

但没有人确定。欧罗巴快船队欧罗巴映射成像光谱仪 (MISE)科学团队成员、欧洲科学系副教授马修·麦凯·赫德曼( Matthew McKay Hedman)说:“我们仍然处于有真正有趣的证据的领域,但没有一个是灌篮。”爱达荷大学物理系。

科学家们被羽状物所吸引有几个原因。首先,它们无疑很酷:“我们是科学家,但我们也是人类,”Shawn Brooks 说,他与 Europa Clipper 的 Europa Ultraviolet Spectrograph (Europa-UVS) 科学团队合作,并在 NASA 的喷气推进实验室工作在南加州。

但更实际的是,布鲁克斯说,羽状物让科学家更容易进入木卫二的内部。“这一切都归结为木卫二是否适合居住,归根结底是对地表以下正在发生的事情有一些了解,而我们还无法达到,”他说。

换句话说,木卫二的魔力,一个潜在宜居世界的原型,隐藏在月球深处。与德克萨斯州大小的土卫二相比,木卫二大约是地球大小的四分之一,或者比地球的月球小一点。有证据表明,木卫二的咸水海洋比土卫二深得多,可能有 40 到 100 英里(约 60 到 160 公里)深,这意味着它的含水量可能是地球海洋的两倍。一些科学家假设木卫二的海洋可能与海底下方的过热岩石发生反应,可能是通过热液喷口。在地球上,这些区域是滋养无数生物的化学活动的温床。

科学家们表示,木卫二的冰壳中也可能存在大量融化的水,这些水比海洋更有可能是羽流的来源。这些口袋也可以为生物提供舒适的栖息地。

因为它与木星的距离比土卫二与土星的距离要近得多,所以木卫二在环绕其主行星时产生的摩擦会产生更多的热量。鉴于内部热量会刺激岩石世界的地质活动,预计木卫二的地质范围将比土卫二更广泛。一些科学家预测,木卫二的板块构造可以移动和回收构成月球表面的冰块。如果是这样,木卫二可能会将木星辐射在表面产生的营养物质(例如氧气)循环到冰壳中的液体袋中,或者可能循环到海洋本身。通过 Europa Clipper,科学家们将有机会通过分析羽状物的化学成分或它们可能在地表留下的痕迹来检验他们的一些预测。

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