木衛二上疑似發現間歇泉水

木衛二厚厚的冰蓋之下，是可能蘊藏著生命的廣闊海洋。

供圖：NASA

伽利略號探測器大約20年前發回的數據，卻讓科學家有了新發現：木衛二可能真的在向太空中噴水。

撰文：NADIA DRAKE

1995年至2003年，美國宇航局的伽利略號探測器曾造訪木星系統。昨天，科學家在《自然天文學》上撰文稱，伽利略號探測器發回的數據中所隱藏的線索，非常強烈地表明，冰凍星球木衛二在向太空噴水。

長期以來，木衛二都是在太陽系中尋找地外生命的最理想地點之一，它的全球性海洋的水量，比地球上所有水加起來還多。木衛二上存在羽流，表明其冰蓋之下的海洋噴發的可能性增大。這就意味著，未來可以發射探測器從噴射的羽流中穿過，對這一外星海洋進行採樣並尋找生命存在跡象。

目前來看，進行這一探測任務並不簡單，但是，比起讓探測器在木衛二上安全著陸，在堅若磐石的冰蓋鑽探一千多米取樣而言，還是容易得多。

還有一種可能性也比較大，那就是所有羽流都來自於冰層之中的一個湖泊或者水庫。2020年左右，「木衛二飛剪船（Europa Clipper）」這枚環繞木衛二公轉的探測器將發射升空。屆時，它將有可能對羽流採樣，揭開這顆星球冰層之下的秘密。

美國宇航局噴氣動力實驗室的Cynthia Phillips說：「木衛二噴流把一條魚噴到木衛二飛剪船探測器上，大概不太可能。探測器最有可能收集到木衛二地表附近的少量液體。因此，我們無法輕易獲得海水樣本，卻可以輕易獲得木衛二地表下的樣本。」

如鮮花盛開

多年來，行星科學家們一直在爭論，木衛二是不是也像土衛二那樣會向太空中噴水。

如美國宇航局的卡西尼號探測器所見，土衛二正向太空噴射冰羽流。

供圖：NASA/JPL/SPACE SCIENCE INSTITUTE

PHOTOGRAPH BY NASA/JPL/SPACE SCIENCE INSTITUTE

2013年末，哈勃太空望遠鏡的圖像顯示，木衛二南半球一個地區噴射出了200多千米的水蒸汽羽流。不過，當時的科學家們對此很懷疑，因為羽流處於哈勃望遠鏡觀測的極限。後續的觀測也什麼都沒發現。

但是，2016年和2017年，科學家們發現，更多哈勃望遠鏡的圖像都證明了木衛二羽流的存在。儘管木衛二的羽流不如土衛二的間歇噴泉那般宏偉，但是，兩者噴流的密度可能相似，而且圍繞其公轉的探測器應該能夠輕易觀測到。

2017年5月，搜尋地外文明研究所的Melissa McGrath在木衛二飛剪船探測任務的會議上發表了演講。她綜述了木衛二可能存在羽流的所有證據，其中甚至包括20年前伽利略號探測器觀測到羽流的可能性。

此後，密歇根大學的賈先哲（音）副教授及其同事決定，對伽利略號探測器的檔案數據重新整理，尋找其中可能存在的「寶藏」。

賈副教授說：「我當時就自問：『我們為什麼不早點查閱這些數據？為什麼要等這麼久？』畢竟數據就在那兒，對公眾已經開放了將近20年。」

途中有物

木衛二的引力很強，任何噴射出來的水蒸汽都只能存在於地表附近，而伽利略號探測器僅兩次近距離探測到此類噴射，其中最值得關注的是1997年12月那次。那次近距離飛掠過程中，探測器在木衛二面前飛了約5分鐘。

賈副教授及其同事們提取了探測器上磁力計的數據，並提取了帶電粒子濃度的數據。通過對這兩組數據的對比，他們很快就發現了異常情況：在伽利略號探測器距離木衛二最近的時刻，異常信號持續了大約三分鐘。

賈副教授稱，如果有噴射羽流，那麼，噴射的水蒸汽和塵埃微粒將受到磁場的影響，而探測器恰好探測到了磁場的情況。當探測器飛入、擾動羽流時，探測器周圍的帶電粒子濃度也會發生變化。

賈副教授說：「我們發現磁場信號出現了異常變化，在我看來，以往並沒有人曾解釋過這種異常。我們還提取了伽利略號的等離子波數據，結果驚訝地發現，幾乎在同一時間，等離子波也出現了不規則釋放。所以，這兩種異常放在一起來看，就說明這期間發生了極為特殊的情況。」

換言之，伽利略號探測器可能在木衛二赤道附近，穿過了一條大約1000千米的局部羽流。不過，賈副教授及其團隊希望得出確切結論。於是，他們用哈勃望遠鏡觀測到的羽流，模擬探測器穿越其中時所能觀測到的數據。結果發現，伽利略探測器的數據與計算機模擬結果幾乎完美匹配。

眼下，有了兩個探測器和其它若干獨立儀器報告出相似的發現，再否認木衛二向太空噴水，恐怕有點兒難了。

McGrath說：「如果你只看某個證據本身，可能說服力不夠。但是，如果你把幾組完全獨立的觀測數據放在一起，它們似乎在訴說著同一件事。這就是令人信服的證據。」

充滿期待

儘管伽利略號探測器的數據很令人興奮，但是，這些數據並不能必然地證明持續性羽流的存在。Phillips認為，這些觀測數據只是眾多證據中的一項，只能證明木衛二（起碼偶爾）確實會向太空中噴水。

McGrath說：「在我看來，它表明，真正的羽流可能比我們現在看到的還多，因為，如果只有一個羽流，而我們又恰巧飛進去的概率太低了。」

那麼，這一發現對於木衛二飛剪船探測器又意味著什麼呢？原來，設計該探測器的團隊已經在計劃安裝一套檢測羽流的設備。這顆探測器的發現，必將備受矚目。

McGrath說：「即便腦洞再大，我們還是會發現完全無法預料的東西。在木衛二上，我們肯定能發現意料之外的事物。」

（譯者：Mikegao，你來掌鏡）

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