哈勃发现木卫二喷泻水雾的证据

[ 录入者:gohomeman1 | 时间:2013-12-25 21:57:07 | 作者:gohomeman1译 | 来源:哈勃官网 | 浏览:2368次 ]
原文标题:Hubble Space Telescope Sees Evidence of Water Vapor Venting off Jovian Moon
原文作者:Lorenz Roth;Joe Fohn,Dwayne Brown,J.D. Harrington,Ray Villard
来自:哈勃官网; 发表时间:2013.12.12;
翻译:gohomeman1  审校:Linq (编译版权所有,未经许可请勿转载)

2013.12.12:虽然木星 的 卫星 木卫二(欧罗巴)离太阳的 距离约是地球的 5倍,因此其表面的 冰层冻得厚如岩石,但它仍可能是首个发现地外生命的 地方。自从旅行者号探测器近距离拍摄了它的 表面,显示其像破裂的 蛋壳以来,科学家一直对木卫二可能存在生命抱有浓厚的 兴趣。
 

哈勃STIS拍摄的 图像(蓝色)和旅行者/伽利略探测器拍摄的 木卫二的 组合图像。版权:NASA,研究者团队,下同。

 

美国宇航局(NASA)和欧洲空间局(ESA)合作的 哈勃太空望远镜(HST)在木卫二(欧罗巴)寒冷的 南极区附近,发现了水雾。该发现首次提供了木卫二表面的 水喷洒到太空的 强烈证据。

根据早先的 科学研究,有证据表明木卫二冰壳下存在大洋。研究者尚不能百分百肯定这些水雾一定来自木卫二表面的 水喷发,但他们认为这是最可能的 解释。

如果未来的 观测支持此发现,那么木卫二就成为太阳系 中第二个存在水汽喷泉的 卫星 。该发现将刊登在2013.12.12星 期四出版的 《科学快讯》在线版上,并在旧金山召开的 美国地理协会年会上报告。

研究报告的 首席作者、德克萨斯州圣安东尼奥市美国西南研究所的 Lorenz Roth解释说:“迄今对水雾的 最简单解释就是来自木卫二表面的 喷发。假如这些喷发的 羽状物与我们确信存在的 地下海洋有关,那么这就意味着我们将来能够直接探测木卫二可能存在的 宜居环境的 化学成份,而不需要钻透其冰层。这实在令人期待。”

2005年,NASA的 卡西尼探测器发现了土卫二(Enceladus)的 水雾和尘埃喷发。虽然后来在喷发的 羽状物中探测到了冰粒和尘埃微粒,但迄今只有木卫二喷发的 水汽进行了详细测量。

木卫二上水汽喷泉的 艺术效果图。远方的 亮点是太阳。

2012.12,哈勃的 光谱测量提供了木卫二羽状物的 证据。太空望远镜成像光谱仪(STIS)对极光辐射的 时间采样测量,使得研究员能够区分是木星 磁场造成的 还是木卫二本身气体造成的 增亮,并排除掉更多的 特别可能,比如罕见的 陨石撞击等。STIS在木卫二的 南极区域,发现了由木星 强磁场驱动的 极光中包含暗弱的 紫外辐射。这是氢和氧原子产生的 极光,它们是被沿着磁力线运动的 电子轰击而分裂的 水分子产生的 。

德国科隆大学的 Joachim Saur解说:“为观测到这些极暗的 辐射,我们把哈勃观测能力发挥到极致。”Saur是哈勃观测项目的 主要研究员,Roth研究报告的 合作者。Roth推测,木卫二上那些黑色线条是其表面的 长裂缝,可能向太空喷出水汽。卡西尼探测器已经在土卫二上观测到同样的 现象。

哈勃团队发现,木卫二的 喷发强度,与土卫二一样,随卫星 的 位置改变而改变。只有在木卫二远离木星 的 时段,才能看到喷发现象;而靠近木星 的 时候,研究者没有发现任何喷发。

对此现象的 一种解释是,木卫二表面的 线条,因木星 强大引力潮汐的 推挤,在远离木星 时裂缝扩大;而靠近木星 时,裂缝因引力增加而被压缩。

伽利略号探测器拍摄的 木卫二细节图像,展示其表面的 线条结构细节——巨型冰缝。

同在西南研究所的 Kurt Retherford 继续解说:“羽状喷发物的 变化支持一个关键预言——假如木卫二存在地下大洋,那么它承受的 潮汐效应将极为巨大。”

木卫二和土卫二的 喷发物中都包含大量的 水汽。但是,因为木卫二的 引力是土卫二的 12倍,所以根据哈勃测量,这些零下40℃ 的 水汽无法像土卫二这样散逸到太空中(并成为土星 光环的 一部分,译注),而是上升到大约 200km 高就重新落回木卫二。研究者由此猜测,木卫二的 南极应该因覆盖大量冰雪而特别明亮。

哈勃维护项目宇航员、现任美国宇航局华盛顿总部科学任务副主任约翰•格伦斯菲尔德(John Grunsfeld)总结说:“假如观测被确认,那么这再次证明了在探索和开启太阳系 可能的 宜居环境领域,哈勃太空望远镜拥有的 强大能量。当我们看到像木卫二这般激动人心的 发现时,维护和升级哈勃时所做的 所有努力、所冒的 各种风险都显得更有价值了”。

Tags:木卫二 水汽

责任编辑:gohomeman1

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