哈勃再次確認木衛二的噴泉

原文標題：NASA s Hubble Spots Possible Water Plumes Erupting on Jupiter s Moon Europa

原文作者：William Sparks；Sean Potter，Laurie Cantillo;ger；Ann Jenkins，Ray Villard

來自：歐洲哈勃信息中心； 發表時間：2016.9.26

翻譯：gohomeman1 審校：數星星的貓（編譯版權所有，未經許可請勿轉載）

2016.6.30：美國宇航局（NASA）和歐洲空間局（ESA）合作的哈勃太空望遠鏡，在木星的冰衛星——木衛二，新觀測到羽狀噴泉。該發現支持了先前哈勃觀測的推論：木衛二在向太空排放水蒸氣。由馬里蘭州巴爾的摩市太空望遠鏡科研所的William Sparks領導的天文學家團隊，在木衛二通過木星前方時，發現衛星邊緣有這些手指狀投影。團隊受此啟發，認為本方法可用於觀測系外行星大氣。

木衛二南極附近噴泉的合成圖像。大圖：2.7MB，版權：NASA、ESA，研究者團隊；下同。

本圖是合成圖像，其中的模糊圖像由哈勃空間望遠鏡成像光譜儀（STIS）拍攝於2014.1.26，累計曝光時間2023秒。而清晰的木衛二圖像，則由已經完成任務並撞入木星的伽利略（Galileo）探測器拍攝。

藉助哈勃太空望遠鏡，天文學家拍攝到木衛二——歐羅巴（Europa）表面很可能是水蒸氣噴泉的噴發現象。該發現支持哈勃的其他觀測的推斷：冰衛星在高緯度區域都可能產生水蒸氣噴泉。

本觀測增加了木衛二任務的便捷性，也許無需鑽透數千米的冰層，就能分析其海洋的化學成分。

美國華盛頓特區NASA科學任務理事會副主任傑夫·約德（Geoff Yoder）介紹說：「木衛二的地下海洋被認為是太陽系中最可能庇護地外生命的所在。這些噴泉如果真的存在，可能提供了取樣衛星表面下成分的新方法。」

木星和木衛二噴泉的合成效果圖，大圖：5.8MB。

估計噴泉上升到200km的上空，然後像雨一樣落回木衛二表面。木衛二擁有一個巨大的全球性大洋，其含水量是地球大洋的2倍，但其外表覆蓋著一層不知道多厚、又冷又硬的冰殼。噴泉提供了一個誘人的機會，讓探測器無需鑽透甚至都不必登陸木衛二表面，就能抽樣分析冰殼下的原始樣本。

由馬里蘭州巴爾的摩市太空望遠鏡科研所的威廉·斯帕克斯（William Sparks）領導的天文學家團隊，在木衛二通過木星前方時，發現衛星邊緣有這些手指狀投影。

團隊原初的觀測目標是，確定木衛二是否具有一個薄薄的延伸大氣層。相同的方法已用於探測系外行星的大氣，團隊現在以此觀測到了木衛二表面可能的水汽噴泉，此方法確實好用。

Sparks繼續介紹：「系外行星的大氣部分吸收、阻斷了其背後的母恆星星光。假如木衛二存在薄大氣層，它也會遮掉背後木星的部分光芒，我們能看到其剪影。因此，我們在其通過木星圓面前方時，搜尋木衛二邊緣的吸收特徵。」

觀測木衛二凌木星的示意圖，大圖：1.4MB。

在15個月中，研究團隊觀測到10次的凌木事件（按照凌日、凌星的說法，這個可稱為木衛二凌木……），其中有三次，發現了疑似噴泉現象。

本工作為木衛二存在水汽噴泉提供了新證據。在2012年，由位於德克薩斯州聖安東尼奧市（San Antonio）的美國西南研究院的洛倫茲·羅斯（Lorenz Roth）領導的研究團隊，在木衛二寒冷的南極區域發現了高達160km的水汽噴發。雖然兩個團隊使用的都是哈勃的空間望遠鏡成像光譜儀（STIS），但兩家採用了不同的分析方法，卻獲得了相同的結論。

Sparks接著解說：「我們採用了與羅斯團隊完全不同的方法來分析產生吸收所需的物質數量，但結果卻漂亮地一致。對噴發物質量的估計是相似的，噴發高度的估算也是相近的。我們提出的兩處噴泉候選者的緯度，也與以前團隊的接近。」

不過，兩個團隊使用的技術各自獨立，也並非同時發現這些噴泉。迄今為止的觀測表明，噴發具有高度不確定性，它們可能零星發生，然後消失。例如羅斯團隊在一周內發現了一次噴發，但Sparks團隊卻一無所獲。

2013.12.12公布的首次發現木衛二水汽噴發的合成圖。大圖：474KB。

假如獲得確認，木衛二就成為太陽系中第二個具有水汽噴泉的衛星。2005年，NASA的卡西尼（Cassini）土星探測器，發現水汽和塵埃流從土衛二的表面噴出。

科學家可能將使用計劃於2018年發射的詹姆斯·韋伯紅外空間望遠鏡（JWST），以確認木衛二表面的水汽噴泉。NASA還制訂了多次近距離飛掠木衛二的計劃（朱諾號探測器已經抵達木星），能確認噴泉的存在並研究它（這才是根本的，譯註）。

在美國華盛頓特區NASA總部，NASA天體物理部主任保羅·赫茲（Paul Hertz）總結道：「哈勃獨有的技能實現了噴泉的發現，再次證明哈勃有能力實現我們原本未曾設計的需求。本觀測開啟了一個新世界，我們展望未來的探測器——比如JWST，將循此實現令人激動的新發現」（此話耳朵都聽出老繭了……）。

Sparks和他同事的研究成果將發表在2016.9.29出版的《天體物理學報》上。

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