NASA公布新發現：木衛二上確認存在水汽羽流？

天下 09-28

人們曾認為木衛二的冰殼下方存在全球性的海洋，它或許正在向太空中噴射某種「水流」。

供圖：NASA

撰文：Nadia Drake

多年來，海洋科學家和太空愛好者一直對外星球海洋興趣濃厚。例如，木衛二（也叫歐羅巴）冰殼下方的海洋世界會是怎樣一番景象呢？雖然要想鑿穿這層冰凍外殼極具挑戰性，但我們能否只是發送一個探測器去探察從這個外星海洋泄露到太空中的物資呢？

哈勃太空望遠鏡最新觀測表明，我們或許能做到這一點：數據跡象再次暗示有水汽羽流從木衛二神秘的內部噴發出來。

天文學家謹慎地表示，這些觀測設計精妙頗有希望，不過哈勃最新的觀測還未能完全確認水汽羽流的存在。

「我們發現了幾個水汽羽流存在的備選證據，但還不能完全確認其存在，」空間望遠鏡研究所的William Sparks說道。「這些頗具挑戰性的觀測正在將哈勃推向極限。」

不過，考慮到美國國家航空航天局原本就要探索這個冰凍世界的計劃任務，哪怕只是暗示木衛二上可能存在水汽羽流也讓人興奮。

「其存在是否已經確鑿無疑？不是。其存在是否令人信服？誠然。我們是否需要前往木衛二進一步探索這個小小的美麗海洋世界？毫無疑問。」美國國家航空航天局的Kevin Hand說道，他是在《天體物理學》期刊上發表這項發現的團隊一員。

探測木衛二的噴射物

木衛二是一個小巧有趣的世界，全球性海洋潛伏在厚厚的冰殼下面。它被認為是最有希望探尋到外星生命的星球之一——然而，這座海洋被深埋在冰層下，想要前往那裡尋找外星海洋生命可謂困難重重。

因此，科學家們渴望能確認木衛二的海洋是否會噴發到太空中。

倘若真是如此，那麼我們就可以發送一個航天器飛經水汽羽流，收集部分噴射物，研究這座海洋是否能夠維持生命的存在——這恰好是美國國家航空航天局的「歐羅巴快艇」任務。該任務計劃於2020年代發射，目標正是如此。畢竟，木衛二的水汽羽流確實有可能來自那座海洋，雖然它們也有可能是來自木衛二融化的冰殼。

2013年末有報道稱，發現木衛二海洋向太空噴射水流的跡象，當時一個科研團隊將哈勃朝向這個冰凍星球，發現其南半球在向外噴發類似水汽羽流的物質。科學家當時表示，這些水汽羽流高達200千米，它們「相當令人興奮」，預示著搜尋地外生命的「新篇章」。

但是後續研究並未發現任何水汽羽流存在的跡象，這些研究包括查閱美國國家航空航天局卡西尼號和伽利略號航天器的檔案數據。2014年，美國地球物理聯合會上針對水汽羽流存在與否爆發了激烈爭論，有科學家聲稱，其中一項後續研究甚至探測到了能被看見的水汽羽流。

其它問題還包括這些水汽羽流的濃密度，它們是持續噴射進太空還是暫時現象，以及是否只有利用最先進的望遠鏡在適當的時機才能看到。

在那以後，水汽羽流是否存在的問題仍懸而未決。

最近，Sparks及其同事請求在木衛二經過木星和地球之間時用哈勃進行觀測。由於木衛二此時以剪影的形式出現，來自木星的遠紫外線會被過濾，任何在其邊緣發生的噴發現象都將證明水汽羽流的存在。哈勃觀察木衛二從木星前方經過了十次，其中有三次發現了可能是由水汽羽流所產生的跡象。

「我們團隊為此商議了好幾個月，實際上是好幾年時間，儘可能多地清理數據，試圖考慮過所有其它可能，」Hand說道。「最後，這三個案例經受住了考驗，因此可以說是水汽羽流活動的可靠備選對象。」

水汽羽流豐富的地方

Sparks表示，如果這些水汽羽流確實存在，那麼它們必然是一種間歇性現象。這使它們與太陽系內最著名的冰凍間歇泉形成了有趣對比：土衛二南極的水冰噴射流。

NASA公布新發現：木衛二上確認存在水汽羽流？

美國國家航空航天局的卡西尼號航天器拍下這張照片，水冰羽流正從土衛二南極噴薄而出。

供圖：NASA/JPL/SPACE SCIENCE INSTITUTE

2005年，卡西尼號飛經土衛二，看到有大量噴氣流從其南極的裂縫中噴發而出。這些噴氣流極為強勁，形成了一道環繞土星的環狀物。我們現已知曉，這些間歇泉來自土衛二表面下方全球性海洋所噴發的水流。

最近十年來，卡西尼號已經多次飛越這些水汽羽流，收集潛伏在下方的海洋數據。如今我們知道，這座海洋是鹹的，包含有機物質和其他對生命至關重要的元素。目前正在研究之中的未知問題在於：這些深海熱泉是否在外星世界海底攪動不休，並形成了一個像地球上這樣生命豐富的環境。

「我們在土衛二上驚訝地發現，飛掠這些水汽羽流竟然能有如此多收穫，」西南研究所的Hunter Waite說道。他負責「歐羅巴快艇」上搭載的儀器設備，這些設備用於探測木衛二的水汽羽流（如果它們確實存在的話）。

「我敢肯定，有的人最終想要登陸那裡，但遠遠地從這些水汽羽流上方飛過能有多大收穫，這已經足夠令人激動了。」

Waite表示，該團隊會在木衛二尋找許多類似於土衛二上的東西：有機化合物、鹽、氣體和各種分子的比率。難點在於收集足夠多分析用的水汽羽流物質，然後在大量帶電粒子會破壞分子鏈、消除其原始狀態的環境中進行研究。

不過，水汽羽流樣本所提供的信息仍會比我們遠程收集到的要更有價值得多。Waite表示，換句話說，「用鼻子聞總好過用眼睛遙遙相望。」

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