持续追踪：木卫二的_风闻

原创：牧夫天文

作者：NANCY ATKINSON

编译：贺柏翔

原文链接：

https://www.universetoday.com/146077/even-more-evidence-that-europa-has-geysers/

校对：牧夫天文校对组

后台：库特莉亚芙卡 李子琦

美国宇航局曾发布过一些由伽利略号探测器（NASA’s Galileo spacecraft）拍摄并后期处理过的木卫二（Europa）影像，该航天器曾在1995年12月至2003年9月造访过木星及其卫星，拍摄的影像令人惊叹。现如今，科学家重新审视伽利略号传回的数据，关于木星的这颗迷人卫星的更多细节开始成为人们关注的焦点。在过去的几年里，有证据表明木卫二表面存在"间歇泉"。重新审视数据表明：早在二十年前，伽利略号探测器可能早已目睹了水汽流从这颗卫星的冰冻表面喷涌而出的景象。

尽管伽利略号探测器的使命在它撞向木星大气层时就已终结，但科学家们仍在重新回顾这项任务留下的数据宝库。木星是太阳系不可或缺的组成部分，它是8大行星中质量最大的，而木卫二则被认为是附近最宜居的星球之一。

木卫二上覆盖着一层厚厚的冰层，科学家们高度怀疑冰层下隐藏着一个地下海洋。来自木星的巨大引力使这些水能够保持足够的温度以维持液体状态。此外，还有足够的证据表明，其中一些水甚至可以从木卫二结冰表面的裂缝中喷出。哈勃太空望远镜在2013年首次观测到了这种现象，并于2014年和2016年再次观测到。

在这张合成图像的7点钟位置，我们可以看到疑似从木卫二边缘喷发的水蒸气流（白色突起物）。图像由哈勃望远镜的成像摄谱仪拍摄， 其对紫外光的高敏感度使得水汽喷流的特征清晰可见。据科学家推测，这些水汽源自木卫二的地下海洋，其喷薄高度可达160公里。

credit：NASA

通过数据回顾分析，研究人员发现20年前在伽利略号一次飞掠木卫二的过程中（E26，围绕木星第26圈任务），有证据表明（但证据并不充分）在木卫二周围存在着超快的带电粒子会快速消失。在计算机模拟中，再现了伽利略号上搭载的高能粒子探测器收集的数据（该探测器专门用于探测这种高速带电粒子）。

研究小组在论文中写道：“质子数量减少的部分原因可以用电荷交换来解释。”最近一次飞掠不久后出现的一次质子数量减少特征可能与木卫二掀起水汽流的扰动有关，“因此，我们结合一种新的方法和数据集得出了结论——伽利略可能在E26期间遇到了水汽流。”

欧空局(European Space Agency)研究员、这项新研究的主要作者汉斯·休布莱特(Hans Huybrighs)表示，在探测过程中，应该有大量的质子被记录下来。但是，伽利略号在飞掠木卫二北极地区时，几乎没有探测到任何迹象。科学家们最初将缺乏质子归因于木卫二挡住了伽利略号的质子探测器。

木卫二冰层表面的复杂细节。

credit：NASA/JPL-Caltech

然而，新的回顾性研究发现，质子损耗的部分原因是一股水汽流喷向太空，扰乱了木卫二稀薄的大气层与区域磁场，改变了附近高能质子的行为和分布。

长期以来，科学家们一直怀疑木卫二上存在水汽流。在2018年，从伽利略号磁力计(MAG)传感器获得的旧数据显示，木星磁场发生了短暂的局部变形，这可能是磁场和木卫二的一个水汽流之间的相互作用。之后的哈勃望远镜及其它观测数据也得以印证。

令人兴奋的是，如果这些水汽流真的存在，并突破了木卫二的冰层，我们将更容易地获取并研究深藏在地下海洋的成分。

木卫二上长长的弯曲裂缝暗示着地下液态水的存在

credit：NASA, JPL-Caltech, SETI Institute, Cynthia Phillips, Marty Valenti

展望未来，新的木卫二任务计划正逐步推进。欧空局计划于2022年发射“果汁”计划，将对木星及其冰冻卫星进行探测。“果汁”号将携带设备，直接对木卫二表面的水汽流进行采样，旨在揭示其神秘浩瀚海洋中的秘密。按计划，它将于2029年抵达木星系统，研究这颗巨大行星的三个卫星（木卫三、木卫四和木卫二）的宜居性和地下海洋。

在随后的2023年，美国宇航局计划发射木卫二快艇（the Europa Clipper），它是一个专门研究木卫二的机器人探测器。它将深入木卫二的冰层和内部，以了解更多关于这颗卫星的组成、地质学以及地表和地下之间的相互作用，同时探查木卫二内部的海洋中可能存在的生命讯息。

最后，研究小组介绍：“追踪木卫二附近的高能带电粒子和中性粒子对探索其大气层和更广阔的宇宙环境意义巨大，而这也正是未来任务关注的重点。"

『天文时刻』 牧夫出品

微信公众号：astronomycn

卡西尼探测器拍摄的木卫二

Credit：NASA