木衛(wei)(wei)(wei)二(er)Europa(英語發音"yoo Roh puh"),在1610年被伽利(li)略發現(xian),是(shi)木星的第(di)六顆已知衛(wei)(wei)(wei)星,是(shi)木星的第(di)四(si)大(da)衛(wei)(wei)(wei)星,在伽利(li)略發現(xian)的衛(wei)(wei)(wei)星中離木星第(di)二(er)近。木衛(wei)(wei)(wei)二(er)比地球(qiu)的衛(wei)(wei)(wei)星月球(qiu)稍(shao)微小(xiao)一點,直徑(jing)達到3100公里,是(shi)太陽系(xi)天體系(xi)統(tong)中的第(di)六大(da)衛(wei)(wei)(wei)星和第(di)十五大(da)天體。哈(ha)勃望遠鏡的觀(guan)察揭示出木衛(wei)(wei)(wei)二(er)有一個含氧(yang)的稀(xi)薄大(da)氣(1e-11巴)。
太陽系中(zhong)大(da)約(yue)165顆衛(wei)星(xing)里只知道(dao)有7顆衛(wei)星(xing)(木(mu)衛(wei)一、木(mu)衛(wei)二(er)、木(mu)衛(wei)三、木(mu)衛(wei)四、土衛(wei)二(er)、土衛(wei)六和海衛(wei)一)擁有大(da)氣(qi)(qi)(qi)層。不像地球的大(da)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)的氧(yang),木(mu)衛(wei)二(er)的氧(yang)并(bing)不是(shi)生物形(xing)成的。它最可能是(shi)由于太陽光中(zhong)的電荷粒子撞擊木(mu)衛(wei)二(er)的冰質表面而產生水蒸氣(qi)(qi)(qi),然(ran)后分成氫氣(qi)(qi)(qi)和氧(yang)氣(qi)(qi)(qi)。氫氣(qi)(qi)(qi)脫離,留下了氧(yang)氣(qi)(qi)(qi)。
木(mu)衛(wei)二(er)與(yu)木(mu)衛(wei)一(yi)的組成(cheng)與(yu)類地(di)行星相似:主要(yao)由硅酸鹽巖石(shi)組成(cheng)。但是與(yu)木(mu)衛(wei)一(yi)不同,木(mu)衛(wei)二(er)其外(wai)層分布著(zhu)厚(hou)度達100公(gong)里的冰層,由于其存(cun)在內(nei)部(bu)能量(liang)源(yuan),冰下深(shen)處(chu)或擁(yong)有液(ye)態水世(shi)界,該天體表面非常(chang)“光滑”,撞(zhuang)擊坑數(shu)量(liang)較少,這說明(ming)“歐羅(luo)巴”星球的地(di)質構造比較活(huo)躍(yue),從伽(jia)利(li)略號發(fa)回的數(shu)據表明(ming)木(mu)衛(wei)二(er)有內(nei)部(bu)分層結構,并可能有一(yi)個小型金屬內(nei)核。
2013年12月11日,美國NASA宣布,木衛二(er)表面(mian)(mian)發現黏(nian)土(tu)質礦物或可育成新生命。木衛二(er)表面(mian)(mian)布滿(man)了冰層,冰層溫度(du)在零下(xia)26度(du)左右冰層下(xia)有海洋,比地球最深的(de)海洋還要(yao)深96公里(li)。
2016年(nian)9月26日消息,美國宇航(hang)局專家杰夫·尤德稱(cheng),木衛二的地(di)下海洋(yang)被認為(wei)是(shi)太陽系中最有(you)希望存有(you)生(sheng)命的地(di)方。
木衛(wei)二由伽(jia)利略和(he)馬里(li)烏斯(Marius,Simon)于(yu)1610年發現,伽(jia)利略號還(huan)發現了(le)一些木衛(wei)二擁有微弱磁場的證(zheng)據(相當于(yu)木衛(wei)三的四分之一)。
木衛二(Europa):希臘(la)神話中(zhong)腓尼(ni)基(ji)(Phoenicia)公主歐羅巴(Europa),阿(a)革(ge)諾耳(er)(Agenor)的女兒。大神宙斯(Zeus)化作一頭(tou)白色的公牛(niu)將(jiang)其劫至克(ke)里特島(Crete),并與她(ta)生下了三個兒子:彌諾斯(Minos)、拉達(da)曼堤斯(Rhadamanthys)和薩耳(er)佩冬(dong)(Sarpedon)。
歐(ou)羅巴(ba)是(shi)希臘(la)神(shen)話中的(de)一(yi)位美(mei)麗的(de)腓尼(ni)基公主,其他三顆伽(jia)利略衛(wei)星(xing)(xing)也被馬里(li)烏斯(si)以(yi)(yi)希臘(la)神(shen)話人物分別命名(ming)(ming)為伊奧(Io,木(mu)衛(wei)一(yi))、蓋尼(ni)米德(Ganymede,木(mu)衛(wei)三)和卡利斯(si)托(Callisto,木(mu)衛(wei)四(si)),這四(si)個人物皆以(yi)(yi)俊美(mei)著稱(cheng)(cheng)。但是(shi)在20世紀中葉以(yi)(yi)前(qian),相當長的(de)一(yi)段時期內(nei),這一(yi)套命名(ming)(ming)并未被天文學家所(suo)認可。早期的(de)文獻中多以(yi)(yi)位置編號(hao)將“歐(ou)羅巴(ba)”稱(cheng)(cheng)作“木(mu)衛(wei)二”。1892年(nian)發現(xian)了(le)木(mu)衛(wei)五,比之前(qian)已知(zhi)的(de)所(suo)有木(mu)星(xing)(xing)衛(wei)星(xing)(xing)都更靠(kao)內(nei)。1979年(nian)旅行(xing)者號(hao)探測器又(you)發現(xian)了(le)三顆內(nei)側衛(wei)星(xing)(xing),至此(ci),“歐(ou)羅巴(ba)”的(de)位置排到了(le)第六。盡(jin)管如此(ci),編號(hao)名(ming)(ming)仍(reng)然(ran)承襲下來,并偶有使用中文因對(dui)音等(deng)問題(ti),亦通(tong)行(xing)以(yi)(yi)“木(mu)衛(wei)二”指(zhi)稱(cheng)(cheng)“Europa”。
木衛二與木衛一的組成與類地行星相似:主要由硅酸鹽巖石組成。但是與木(mu)衛一(yi)不(bu)(bu)同,木(mu)衛二有(you)(you)一(yi)個薄薄的(de)冰外殼。從伽利略號發回的(de)數(shu)據(ju)表明木(mu)衛二有(you)(you)內部分層結(jie)構(gou),并可(ke)能(neng)(neng)有(you)(you)一(yi)個小型金屬內核(he)。但是木(mu)衛二的(de)表面不(bu)(bu)像(xiang)一(yi)個內層太陽系的(de)東西,它極(ji)度的(de)光滑:只能(neng)(neng)看到極(ji)少的(de)數(shu)百米高的(de)地形(xing)。凸出的(de)記號看來(lai)只是反照率特(te)性或是一(yi)些(xie)不(bu)(bu)大的(de)起伏。
木衛二的表面照片與地球海洋上的冰的照片相似。這可能是(shi)因為(wei)木衛二表面的(de)冰以下有一(yi)(yi)層(ceng)液(ye)態的(de)水,或(huo)許有50千米(mi)深,由引潮力(li)帶來的(de)熱量(liang)保持液(ye)態。若假設成(cheng)立,這將是(shi)除(chu)地球(qiu)之(zhi)外(wai),太(tai)陽系中唯一(yi)(yi)一(yi)(yi)個有大量(liang)的(de)液(ye)態水存在的(de)地方。
木衛(wei)二最(zui)醒目的外(wai)(wai)觀是(shi)遍布(bu)全球的一(yi)串(chuan)串(chuan)十字條紋。較(jiao)大的一(yi)個向外(wai)(wai)擴散到淡色物質地(di)帶,長近20千米。最(zui)近的有(you)關它們的起源理論(lun)是(shi):它們由一(yi)連串(chuan)火山(shan)噴(pen)出物或噴(pen)泉(quan)產(chan)生。
來自伽(jia)利略(lve)號兩(liang)(liang)次(ci)接近木衛(wei)二(er)發(fa)回的(de)(de)(de)(de)圖片看來驗證了早期的(de)(de)(de)(de)理(li)論(lun):木衛(wei)二(er)上的(de)(de)(de)(de)環(huan)形山(shan)(shan)很(hen)少,只(zhi)發(fa)現三個(ge)(ge)直徑大于5千米的(de)(de)(de)(de)環(huan)形山(shan)(shan)。這表(biao)明(ming)它有一(yi)個(ge)(ge)年輕(qing)又活(huo)躍(yue)的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)。然而(er),旅行者號做了一(yi)小部分的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)高清(qing)晰度地圖,木衛(wei)二(er)的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)精確(que)(que)年齡是一(yi)個(ge)(ge)懸而(er)未決問題。但(dan)(dan)一(yi)些活(huo)動很(hen)顯(xian)然正在(zai)發(fa)生,有些區域看來很(hen)像春天(tian)到來時兩(liang)(liang)極(ji)海洋處冰塊(kuai)融化的(de)(de)(de)(de)情景。木衛(wei)二(er)表(biao)面(mian)(mian)(mian)和內部的(de)(de)(de)(de)確(que)(que)切(qie)性(xing)質還不很(hen)清(qing)楚,但(dan)(dan)有一(yi)個(ge)(ge)表(biao)面(mian)(mian)(mian)“海洋”的(de)(de)(de)(de)確(que)(que)切(qie)證據。
木(mu)衛(wei)二是(shi)(shi)太陽(yang)系中(zhong)另(ling)一顆與眾(zhong)不(bu)同的(de)衛(wei)星(xing)。木(mu)衛(wei)二是(shi)(shi)太陽(yang)系中(zhong)最明(ming)(ming)亮的(de)一顆衛(wei)星(xing),它之所以顯得如此明(ming)(ming)亮是(shi)(shi)由于它表面有(you)一層厚(hou)厚(hou)的(de)冰殼,這層冰殼上(shang)布滿(man)了隕石撞擊坑和縱橫交錯(cuo)的(de)條紋。木(mu)衛(wei)二的(de)內部很可(ke)能是(shi)(shi)非常活躍的(de),在冰殼下面很可(ke)能隱藏了一個太陽(yang)系中(zhong)最大(da)的(de)液(ye)態水海洋,這個海洋中(zhong)極有(you)可(ke)能存在著生命(ming)。
1994年(nian),哈勃空間望遠鏡的(de)(de)(de)(de)(de)Goddard高(gao)解(jie)釋度光譜儀觀測到,木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)包裹著一(yi)層(ceng)主要(yao)由氧構(gou)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)極其稀(xi)薄的(de)(de)(de)(de)(de)大氣(qi)(1地表(biao)氣(qi)壓約(yue)1微帕(pa))。在已知的(de)(de)(de)(de)(de)太陽系的(de)(de)(de)(de)(de)所有衛(wei)(wei)(wei)星當中(zhong)(zhong)只有七顆具有大氣(qi)層(ceng)(其他六(liu)星為木(mu)衛(wei)(wei)(wei)一(yi)、木(mu)衛(wei)(wei)(wei)四、土(tu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)、木(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)、土(tu)衛(wei)(wei)(wei)六(liu)和(he)海(hai)衛(wei)(wei)(wei)一(yi))與地球不同,木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)大氣(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)氧是非生物來源的(de)(de)(de)(de)(de)。很可能是帶(dai)電(dian)粒子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)撞擊和(he)陽光中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)紫外線線的(de)(de)(de)(de)(de)照(zhao)射使木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)表(biao)面(mian)冰層(ceng)中(zhong)(zhong)部分水(shui)分子(zi)(zi)分解(jie)成(cheng)氧和(he)氫(qing)(qing),氫(qing)(qing)因原子(zi)(zi)量(liang)(liang)低(di)而逃逸(yi),原子(zi)(zi)量(liang)(liang)相對(dui)較高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)氧則被保留下(xia)來。
木衛(wei)二與木星(xing)之間的平(ping)均距(ju)離為(wei)670,900千(qian)米,公轉一(yi)周只須三天半(ban)的時間。它的軌道十分(fen)接(jie)近正(zheng)圓,偏心率僅0.009。跟其他的伽利(li)略衛(wei)星(xing)一(yi)樣,木衛(wei)二也被潮(chao)汐鎖(suo)定,因而有一(yi)個半(ban)球永遠朝向木星(xing)。由木星(xing)和(he)(he)其他衛(wei)星(xing)不同方(fang)向的重力牽引所轉化成的熱(re)和(he)(he)能量(liang)為(wei)有可能發(fa)生的,冰(bing)層內部(bu)液化成海洋,以及驅動表(biao)層下(xia)的地質運動提供了必(bi)要的條件(jian)。
木衛二的(de)(de)(de)主體(ti)構(gou)成(cheng)與類地行星相(xiang)似,即主要由硅酸鹽巖石構(gou)成(cheng)。它的(de)(de)(de)表(biao)面由水覆蓋,據(ju)推測厚(hou)可達上百(bai)千米(上層為凍(dong)結的(de)(de)(de)冰殼,冰殼下是液態(tai)的(de)(de)(de)海洋),1995到2003年(nian)期間環繞木星進行科學考(kao)查的(de)(de)(de)伽利略(lve)號(hao)飛船所采集到的(de)(de)(de)磁場數(shu)據(ju)表(biao)明,木衛二在(zai)木星磁場的(de)(de)(de)影響下自身能(neng)夠產生一(yi)(yi)個(ge)感應磁場,這(zhe)一(yi)(yi)發現暗示著,其表(biao)層內部很(hen)可能(neng)存在(zai)與咸(xian)水海洋相(xiang)似的(de)(de)(de)傳導(dao)層,木衛二可能(neng)還有一(yi)(yi)個(ge)金(jin)屬性的(de)(de)(de)鐵核(he)。
木衛二的表面大體光滑,很少有超過幾百米的起伏,不過在(zai)某(mou)些地區也可以(yi)觀測到接近一(yi)公(gong)里的(de)落差。木(mu)衛(wei)二是太陽系中最光滑的(de)天體。它(ta)那些顯眼的(de)縱橫交錯的(de)紋路(lu),也就是所謂(wei)的(de)返(fan)照(zhao)特色(se),是由(you)低淺的(de)地形所造成。由(you)于(yu)撞擊坑非常少,木(mu)衛(wei)二是返(fan)照(zhao)率(lv)最高的(de)衛(wei)星之(zhi)一(yi)。這也暗示了它(ta)的(de)表面是相當“年輕”和“活躍”的(de);基(ji)于(yu)對木(mu)衛(wei)二可能經受(shou)的(de)彗星撞擊頻度的(de)估算,它(ta)的(de)“表面”年齡大概在(zai)2千萬(wan)到1億八(ba)千萬(wan)年之(zhi)間。
木衛二表面最突出的特征就是那些張牙舞爪地布滿整個星球的暗色條紋。近距離觀測表明,條紋兩側的板塊有相向移動的現象。大一點的條紋橫向跨度可達20公里,可以觀察到這些寬條紋的深色部分和板塊外緣有模糊過渡。規則的紋路,以及寬條紋夾有淺色的細紋,這些形態很可能是由表層冰殼開裂較溫暖的下層物質暴露而引起的冰火山噴發或間歇泉所造成。這與在地球上的海脊有著相似的效果。據推想,大部分的裂痕是由木星所施加的強大的(de)(de)潮(chao)汐壓(ya)力(li)所造成;由于木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)二已(yi)被潮(chao)汐鎖定(ding),它總是(shi)保持一個(ge)(ge)方向對著木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing),固定(ding)的(de)(de)壓(ya)力(li)模式(shi)(shi)應該可以形成特(te)定(ding)的(de)(de)可預(yu)測(ce)的(de)(de)破例式(shi)(shi)樣。然而在木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)二表(biao)(biao)面上只有新(xin)近出(chu)現的(de)(de)裂痕才(cai)符合預(yu)測(ce)的(de)(de)式(shi)(shi)樣,其他的(de)(de)裂痕可以向各個(ge)(ge)方向延伸,年代越(yue)久遠的(de)(de)就越(yue)是(shi)如此。一個(ge)(ge)較合邏輯的(de)(de)解(jie)釋是(shi),木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)二其表(biao)(biao)層的(de)(de)自轉(zhuan)速(su)度要略快于其內部(bu),冰(bing)面下(xia)的(de)(de)海洋將外殼與更(geng)下(xia)層的(de)(de)地幔分(fen)隔開,冰(bing)殼在木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)的(de)(de)重力(li)牽扯下(xia)被撕裂。對比(bi)旅(lv)行者號(hao)和(he)伽(jia)利略號(hao)拍攝的(de)(de)照片(pian)可測(ce)算出(chu),大約每10,000年木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)二的(de)(de)外殼會比(bi)其內部(bu)多自轉(zhuan)一周。
木衛(wei)二(er)另一個顯(xian)著的(de)(de)(de)特(te)征就是(shi)(shi)遍布四(si)野的(de)(de)(de)或大(da)或小(xiao)或圓(yuan)或橢的(de)(de)(de)暗斑(ban)(ban),拉丁(ding)文作(zuo)lenticulae,義為“雀斑(ban)(ban)”。這(zhe)些暗斑(ban)(ban)有(you)(you)的(de)(de)(de)突起如(ru)穹有(you)(you)的(de)(de)(de)凹陷(xian)如(ru)坑有(you)(you)的(de)(de)(de)平(ping)坦(tan)如(ru)鏡,也(ye)有(you)(you)的(de)(de)(de)紋理紛糅(rou)粗糙。突起的(de)(de)(de)小(xiao)丘多(duo)頂部平(ping)整,顯(xian)見著原(yuan)本是(shi)(shi)與周(zhou)遭的(de)(de)(de)平(ping)原(yuan)一體,受推擠上(shang)抬而(er)形(xing)成(cheng)。據(ju)推想(xiang),暗斑(ban)(ban)的(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)是(shi)(shi)下層(ceng)溫度較高的(de)(de)(de)“暖冰”在(zai)透刺(diapir)作(zuo)用下向上(shang)涌(yong)升而(er)穿(chuan)透表層(ceng)的(de)(de)(de)“寒冰”所(suo)致,其運動機(ji)理與(地(di)球(qiu))地(di)殼(ke)內(nei)部的(de)(de)(de)熔巖窨(magma chamber)相似。光滑的(de)(de)(de)暗斑(ban)(ban)是(shi)(shi)“暖冰”沖破表殼(ke)時有(you)(you)融水滲出所(suo)造成(cheng),那些粗糙雜錯的(de)(de)(de)斑(ban)(ban)痕(又被稱作(zuo)“混沌(dun)”(chaos)區(qu)域,如(ru)康(kang)納馬拉混沌(dun))是(shi)(shi)由大(da)量細小(xiao)的(de)(de)(de)表殼(ke)碎片鑲嵌在(zai)暗色的(de)(de)(de)圓(yuan)丘中所(suo)構成(cheng),就像(xiang)是(shi)(shi)極地(di)海(hai)洋中漂浮的(de)(de)(de)冰山(地(di)球(qiu))。
木衛二的表面溫度在赤道地區平均為110K(-163℃),兩極更低,只(zhi)有50K(-223℃),所(suo)(suo)(suo)以(yi)表(biao)面(mian)的(de)(de)水是永久凍結的(de)(de)。但是潮汐(xi)(xi)力所(suo)(suo)(suo)提供的(de)(de)熱(re)(re)能可(ke)能會使(shi)表(biao)面(mian)冰層以(yi)下的(de)(de)水保持液態。這個(ge)猜(cai)想(xiang)最初(chu)由針對潮汐(xi)(xi)熱(re)(re)的(de)(de)一(yi)系列推測所(suo)(suo)(suo)引發(fa)(略為偏心(xin)的(de)(de)軌(gui)道和木衛(wei)二與(yu)其他伽利(li)略衛(wei)星之間的(de)(de)軌(gui)道共振所(suo)(suo)(suo)產(chan)生(sheng)的(de)(de)后果)。
據(ju)推測木衛(wei)二的(de)(de)地(di)形特(te)征(zheng)意味著冰(bing)下海洋的(de)(de)存在(zai)(zai)。有學者將木衛(wei)二表面(mian)極富(fu)特(te)色(se)的(de)(de)混亂地(di)帶解(jie)釋為下層海水滲(shen)出(chu)地(di)表而造成。但是(shi)(shi)這一解(jie)釋爭議極大,多數對木衛(wei)二進行研究的(de)(de)地(di)質學家更(geng)傾向于支(zhi)持一個被稱作“厚(hou)冰(bing)”模(mo)型(xing)的(de)(de)理論,他們認為即便存在(zai)(zai)這樣的(de)(de)海洋,也幾乎不可能對表面(mian)造成直接的(de)(de)影響。對冰(bing)殼厚(hou)度(du)的(de)(de)估(gu)算(suan)也存在(zai)(zai)相(xiang)當大的(de)(de)分(fen)歧,有認為是(shi)(shi)幾千米(mi)的(de)(de),也有認為是(shi)(shi)數十千米(mi)的(de)(de)。
如果身處木(mu)星的(de)(de)衛(wei)星木(mu)衛(wei)二,可(ke)以看(kan)到(dao)高達200千(qian)米的(de)(de)壯觀噴泉。這可(ke)能是(shi)(shi)木(mu)衛(wei)二冰凍表面下(xia)隱藏著一個(ge)巨大(da)海洋的(de)(de)最(zui)好證(zheng)據。美(mei)國和(he)(he)德國研究(jiu)人(ren)員2013年12月12日在(zai)(zai)《科(ke)學》雜志(zhi)上報告說,他(ta)們利用哈勃太空(kong)望遠鏡于(yu)2012年11月和(he)(he)12月以及1999年所(suo)拍攝的(de)(de)圖像,確定(ding)在(zai)(zai)木(mu)衛(wei)二南半(ban)球(qiu)的(de)(de)兩個(ge)不同(tong)區(qu)域有著過多的(de)(de)氫(qing)和(he)(he)氧,而(er)(er)解(jie)(jie)釋(shi)只有一個(ge),那就是(shi)(shi)這些氫(qing)和(he)(he)氧是(shi)(shi)從木(mu)衛(wei)二噴射出來的(de)(de)水被電解(jie)(jie)而(er)(er)來。
木衛二上的噴泉間歇性地噴發,每次噴發時間約7小時。由于這種現象在木衛(wei)二距離木(mu)星最(zui)遠處出現,在最(zui)接近(jin)木(mu)星時(shi)消失,研(yan)究(jiu)人員推測,木(mu)星對(dui)木(mu)衛(wei)二的(de)潮汐引力發揮了(le)重要(yao)作用,它(ta)可能導致木(mu)衛(wei)二表(biao)面冰層(ceng)在最(zui)遠點(dian)時(shi)出現裂(lie)(lie)(lie)縫(feng),而噴(pen)泉就(jiu)從這些(xie)裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)中噴(pen)射而出,當到達木(mu)星近(jin)點(dian),這些(xie)裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)則(ze)逐漸閉合(he)。噴(pen)泉的(de)出現說明木(mu)衛(wei)二冰凍(dong)表(biao)層(ceng)的(de)部分區域(yu)可能很容易被內(nei)部的(de)海洋“突破”,而這對(dui)將來探(tan)索木(mu)衛(wei)二是(shi)否宜居具(ju)有重要(yao)意義。因為這種間歇性的(de)噴(pen)泉會將木(mu)衛(wei)二表(biao)面和深層(ceng)的(de)物質噴(pen)向高空(kong),將來研(yan)究(jiu)木(mu)衛(wei)二成分就(jiu)無(wu)需在冰層(ceng)上鉆孔。
木(mu)(mu)衛二上的(de)噴(pen)(pen)泉(quan)(quan)(quan)可能類似于土(tu)星的(de)衛星土(tu)衛二上的(de)噴(pen)(pen)泉(quan)(quan)(quan),土(tu)衛二上的(de)噴(pen)(pen)泉(quan)(quan)(quan)是從非(fei)常(chang)狹窄的(de)裂隙中逃逸出的(de)高壓水汽排放所致。不(bu)過木(mu)(mu)衛二上的(de)重(zhong)力(li)比土(tu)衛二大12倍,因而(er)木(mu)(mu)衛二的(de)噴(pen)(pen)泉(quan)(quan)(quan)不(bu)會(hui)像土(tu)衛二那樣大部(bu)分逃逸到太空(kong)中,而(er)是噴(pen)(pen)發到201千米的(de)高度時落回木(mu)(mu)衛二表面。
長久以來,許多科學(xue)家認為木(mu)衛二是(shi)太陽系中除地球外最(zui)有(you)(you)可能(neng)存(cun)(cun)在(zai)生命的星球,這是(shi)因為在(zai)木(mu)衛二表(biao)面冰層(ceng)下隱(yin)藏著一個巨(ju)大海洋,而有(you)(you)液(ye)態水就有(you)(you)可能(neng)存(cun)(cun)在(zai)生命。美國航天局2013年(nian)12月11日還宣布(bu),在(zai)木(mu)衛二表(biao)面首(shou)次發現了黏土型礦物(wu),這意味著木(mu)衛二可能(neng)存(cun)(cun)在(zai)對形(xing)成生命至關重要的有(you)(you)機物(wu)。
木衛二表面(mian)為(wei)數不多的(de)(de)幾個大形(xing)的(de)(de)撞(zhuang)擊坑就是(shi)支持“厚(hou)冰(bing)”模型的(de)(de)最佳證據(ju)。最大的(de)(de)一個撞(zhuang)擊坑被若(ruo)干(gan)同(tong)心圓圈所環繞,坑內(nei)被新(xin)鮮的(de)(de)冰(bing)填充(chong)得相當平整。以此為(wei)基礎(chu)再結合對(dui)潮汐力所生(sheng)成的(de)(de)熱(re)能的(de)(de)估算,所推測出(chu)冰(bing)殼厚(hou)度在10到(dao)30千米之間,這就意味著冰(bing)下的(de)(de)海洋可能深達(da)100千米。
伽利略(lve)號軌道(dao)飛行器還觀測到(dao),木衛二在通過木星(xing)巨(ju)大的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場時自身會產生一(yi)(yi)個強(qiang)度(du)(du)呈周(zhou)期性變化的(de)(de)(de)(de)(de)弱磁(ci)(ci)場(其強(qiang)度(du)(du)與木衛四(si)接(jie)近(jin),約為木衛三磁(ci)(ci)場的(de)(de)(de)(de)(de)四(si)分(fen)之一(yi)(yi))。有猜測認為,冰下(xia)咸水海(hai)洋(yang)中的(de)(de)(de)(de)(de)極性離子是(shi)(shi)該磁(ci)(ci)場的(de)(de)(de)(de)(de)成因。另(ling)有光譜分(fen)析的(de)(de)(de)(de)(de)證據(ju)表(biao)明,木衛二表(biao)面裂(lie)痕中微(wei)顯淡紅色(se)(se)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)有可(ke)能(neng)是(shi)(shi)從(cong)冰下(xia)滲出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)水揮發后沉積下(xia)來的(de)(de)(de)(de)(de)鹽(yan)(比如硫酸鎂),硫化氫也是(shi)(shi)這一(yi)(yi)現象的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)個合理的(de)(de)(de)(de)(de)解(jie)釋(shi)。但是(shi)(shi),由于這兩(liang)種物(wu)(wu)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)純(chun)凈物(wu)(wu)都(dou)是(shi)(shi)無色(se)(se)或白色(se)(se)的(de)(de)(de)(de)(de),別的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)些物(wu)(wu)質(zhi)也被(bei)用于解(jie)釋(shi)淡紅色(se)(se)的(de)(de)(de)(de)(de)成因,比如含有硫磺的(de)(de)(de)(de)(de)混合物(wu)(wu)等。
木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)的(de)(de)(de)質量太小(xiao),以(yi)至(zhi)于(yu)木(mu)星的(de)(de)(de)其他(ta)衛(wei)(wei)(wei)星的(de)(de)(de)引力嚴重影響到它。在(zai)木(mu)星和木(mu)星其他(ta)衛(wei)(wei)(wei)星的(de)(de)(de)引力牽(qian)引下,在(zai)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)上出現(xian)了(le)潮汐摩(mo)擦力,使木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)升(sheng)溫,從(cong)而使冰和液態水從(cong)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)表面噴(pen)發,場(chang)面非(fei)常壯觀(guan)。就像地球上的(de)(de)(de)火山(shan)那(nei)樣(yang),只不過(guo),木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)上的(de)(de)(de)冰火山(shan)噴(pen)發的(de)(de)(de)是冰和液態水。
木(mu)(mu)星的(de)(de)第一(yi)(yi)(yi)顆(ke)衛(wei)(wei)星上有(you)火(huo)山,而(er)第二(er)(er)顆(ke)衛(wei)(wei)星木(mu)(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)上卻有(you)冰(bing)川,與木(mu)(mu)衛(wei)(wei)一(yi)(yi)(yi)截然(ran)相(xiang)反,這使(shi)科(ke)學家們感到(dao)困惑不解。木(mu)(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)是一(yi)(yi)(yi)個寧靜的(de)(de)世界。它(ta)(ta)的(de)(de)地勢非常平(ping)坦,最高(gao)的(de)(de)丘陵(ling)才50米。它(ta)(ta)的(de)(de)表面覆(fu)蓋著一(yi)(yi)(yi)層(ceng)(ceng)(ceng)晶瑩剔透的(de)(de)冰(bing)層(ceng)(ceng)(ceng)。科(ke)學家收到(dao)了宇宙探測器“旅行者”2號發回(hui)的(de)(de)照片,通過研究(jiu),推測木(mu)(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)有(you)一(yi)(yi)(yi)個帶(dai)冰(bing)殼(ke)的(de)(de)固體核(he)(he)心,而(er)且在冰(bing)殼(ke)和核(he)(he)心之間(jian)(jian),可能有(you)一(yi)(yi)(yi)層(ceng)(ceng)(ceng)液態(tai)水(shui)(shui)。正是這樣的(de)(de)構造,形成了木(mu)(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)平(ping)坦的(de)(de)地形,并(bing)使(shi)它(ta)(ta)承受了隕石以及小行星的(de)(de)撞擊而(er)不變形。天文學家史蒂文森(sen)等(deng)人計算(suan)了木(mu)(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)的(de)(de)熱(re)耗散,證實(shi)在核(he)(he)心和冰(bing)殼(ke)之間(jian)(jian)確(que)實(shi)存在一(yi)(yi)(yi)個液態(tai)水(shui)(shui)層(ceng)(ceng)(ceng)。他們通過幾種不同模式的(de)(de)實(shi)驗,得(de)出了木(mu)(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)在25千米深的(de)(de)冰(bing)層(ceng)(ceng)(ceng)下(xia),存在著一(yi)(yi)(yi)個地下(xia)海洋的(de)(de)結論(lun)。
美國航宇局伽(jia)利略號木(mu)(mu)(mu)星(xing)探測器最(zui)新發回的(de)(de)圖像表明,木(mu)(mu)(mu)星(xing)的(de)(de)衛星(xing)木(mu)(mu)(mu)星(xing)二上(shang)有(you)大量的(de)(de)液態水,它(ta)(ta)表面上(shang)的(de)(de)冰幔只有(you)1~2公里厚,并(bing)有(you)內部火山熱源存(cun)(cun)(cun)在。這是迄今(jin)為止(zhi)關(guan)于某個地外天體上(shang)有(you)液態水存(cun)(cun)(cun)在的(de)(de)最(zui)強有(you)力的(de)(de)證據,也增大了(le)人們(men)搜尋到地外生(sheng)命的(de)(de)可(ke)能(neng)性。如(ru)果木(mu)(mu)(mu)衛二真(zhen)如(ru)科學(xue)家們(men)設想的(de)(de)那樣還存(cun)(cun)(cun)在著(zhu)有(you)機化合物(wu),那么它(ta)(ta)就(jiu)滿足了(le)生(sheng)命存(cun)(cun)(cun)在的(de)(de)條件(jian)。
伽利略探測器在(zai)(zai)離木(mu)衛二僅586公里(li)處(chu)飛過時拍攝的(de)(de)照(zhao)片(pian)(pian)顯示,似乎有是(shi)一些冰山漂(piao)浮(fu)在(zai)(zai)被冰覆蓋(gai)的(de)(de)海面上(shang)。這(zhe)些冰山最(zui)大的(de)(de)有13公里(li)寬,可以(yi)明(ming)顯地(di)看出是(shi)從(cong)帶(dai)溝槽的(de)(de)地(di)帶(dai)上(shang)斷裂下來的(de)(de)。科學家們(men)對于(yu)(yu)照(zhao)片(pian)(pian)上(shang)的(de)(de)特征與地(di)球北極區照(zhao)片(pian)(pian)的(de)(de)相似程(cheng)度感到吃驚。伽利略早先發(fa)回的(de)(de)圖像曾表明(ming)木(mu)衛二有表面運動現(xian)象,但運動特征的(de)(de)尺度約有80公里(li),可能歸結于(yu)(yu)無液體參與的(de)(de)板塊運動。這(zhe)次發(fa)現(xian)的(de)(de)冰山是(shi)漂(piao)浮(fu)在(zai)(zai)液體上(shang),而(er)不(bu)是(shi)在(zai)(zai)具有可延(yan)性的(de)(de)地(di)幔上(shang)。
從(cong)冰山(shan)投下的(de)(de)陰影(ying)可(ke)以(yi)算出它們比周圍的(de)(de)冰海高出100~200米。假定同(tong)地球(qiu)上一(yi)樣,冰的(de)(de)密度(du)比液(ye)態水低(di)約10%,那么冰山(shan)約90%的(de)(de)部分(fen)應在(zai)冰面以(yi)下。這就是說,冰山(shan)的(de)(de)厚度(du)應在(zai)1~2公里。
在(zai)(zai)(zai)照(zhao)片上(shang)(shang)這(zhe)片凍結的(de)(de)(de)海面上(shang)(shang)只找到(dao)了(le)(le)兩處(chu)(chu)撞擊(ji)坑,說明(ming)這(zhe)里(li)的(de)(de)(de)形成年(nian)代可(ke)能還(huan)(huan)不到(dao)100萬年(nian)。這(zhe)增加了(le)(le)這(zhe)片區域是新形成的(de)(de)(de)、還(huan)(huan)存在(zai)(zai)(zai)液(ye)態水的(de)(de)(de)可(ke)能性,而且(qie)這(zhe)種現(xian)象在(zai)(zai)(zai)木衛二(er)的(de)(de)(de)其它地方可(ke)能也(ye)存在(zai)(zai)(zai)。新發現(xian)的(de)(de)(de)證據表(biao)(biao)明(ming),木衛二(er)的(de)(de)(de)整個(ge)表(biao)(biao)面年(nian)輕幾個(ge)數量級。估計是利(li)用分辨(bian)率不足1公里(li)的(de)(de)(de)大(da)范圍(wei)圖(tu)(tu)像(xiang),根據大(da)型撞擊(ji)坑(直徑約(yue)10公里(li)左右)的(de)(de)(de)數目做出的(de)(de)(de),但某(mou)些這(zhe)種“撞擊(ji)”坑的(de)(de)(de)近(jin)視(shi)圖(tu)(tu)像(xiang)顯(xian)示它們實(shi)際(ji)上(shang)(shang)是由木衛二(er)內部現(xian)象引起(qi)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)面再造過程(cheng)形成的(de)(de)(de)。例如,在(zai)(zai)(zai)70米分辨(bian)率的(de)(de)(de)近(jin)視(shi)圖(tu)(tu)像(xiang)上(shang)(shang)看得很清楚的(de)(de)(de)一(yi)個(ge)多邊形凹陷在(zai)(zai)(zai)大(da)范圍(wei)圖(tu)(tu)像(xiang)上(shang)(shang)就被錯(cuo)認為是一(yi)處(chu)(chu)撞擊(ji)坑。
高分(fen)辨率還使(shi)得研究人(ren)員能夠(gou)數(shu)(shu)(shu)出(chu)數(shu)(shu)(shu)量較(jiao)多的(de)(de)小型撞(zhuang)擊坑(keng)(直徑(jing)0.1~1公里)的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)目(mu),這些數(shu)(shu)(shu)據使(shi)撞(zhuang)擊坑(keng)尺寸(cun)/密度分(fen)布(bu)比(bi)按10億年表面(mian)壽(shou)命估計(ji)的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)值低3個數(shu)(shu)(shu)量級。這意味著該衛星(xing)的(de)(de)某些區(qu)域(yu)比(bi)原來估計(ji)的(de)(de)年齡低1000倍(bei)。要(yao)把撞(zhuang)擊坑(keng)數(shu)(shu)(shu)目(mu)轉化為木星(xing)表面(mian)年齡數(shu)(shu)(shu)據不是件容易的(de)(de)事(shi),原因是人(ren)們對木星(xing)附近流星(xing)通過(guo)量的(de)(de)了解(jie)不像對地球(qiu)附近那樣充分(fen)。
美國宇航局發現在(zai)木(mu)星的衛星——木(mu)衛二的冰層下方存在(zai)一個巨大的咸水湖(hu)泊,其(qi)水量大致相當于北(bei)美地區著名的五大湖(hu)的水量總和(he)。
這個新發現(xian)的湖(hu)泊(bo)位于木(mu)衛二(er)的地表冰層下方大約3公(gong)里處,它(ta)代表了(le)太(tai)陽系中人類發現(xian)的最新一(yi)處潛(qian)在的生命孕育所,同(tong)時也被(bei)認(ren)為是除了(le)地球(qiu)之外太(tai)陽系中最適合生命生存的環境之一(yi)。
科學家(jia)利用(yong)伽利略號(hao)探(tan)測(ce)器(qi)拍攝(she)的(de)(de)(de)圖像與(yu)地(di)(di)球上(shang)高緯度冰山(shan)漂(piao)(piao)浮地(di)(di)區和冰蓋地(di)(di)區圖像進行對(dui)比(bi)分析,初步證實“混(hun)雜地(di)(di)貌”(由伽利略號(hao)探(tan)測(ce)器(qi)所(suo)拍攝(she)的(de)(de)(de)圖像上(shang)那些曾經讓人(ren)困惑的(de)(de)(de)兩個(ge)大(da)致(zhi)呈(cheng)現圓(yuan)形,似乎(hu)崎嶇不平的(de)(de)(de)區域)是(shi)漂(piao)(piao)浮的(de)(de)(de)冰山(shan)相(xiang)互碰撞形成(cheng)的(de)(de)(de)無規則(ze)聚合體,但是(shi)要(yao)想進一步確認(ren)這一發現,科學家(jia)們還需(xu)要(yao)更加詳盡的(de)(de)(de)數據,這就需(xu)要(yao)借助攜帶(dai)有(you)能夠穿透冰層雷(lei)達(da)的(de)(de)(de)探(tan)測(ce)器(qi)進行近(jin)距離觀察。美國宇航(hang)局(ju)正在考慮(lv)在2022年之前發射一艘(sou)這樣的(de)(de)(de)飛(fei)船,攜帶(dai)專門設備抵近(jin)木(mu)衛(wei)二展開考察。
木衛二的(de)(de)冰層(ceng)下方(fang)可(ke)(ke)能(neng)還存在更多(duo)其它(ta)未被發現的(de)(de)湖(hu)(hu)(hu)泊(bo)。考慮到這些冰下湖(hu)(hu)(hu)的(de)(de)上覆冰層(ceng)在某些地區可(ke)(ke)能(neng)比較(jiao)薄,厚度僅有(you)數十米,這就(jiu)為未來探尋(xun)這些湖(hu)(hu)(hu)泊(bo)中潛在的(de)(de)生命(ming)跡象提(ti)供了(le)很大(da)的(de)(de)便利。這種較(jiao)小的(de)(de)冰層(ceng)厚度可(ke)(ke)能(neng)意味著未來或許(xu)將有(you)更多(duo)的(de)(de)機會可(ke)(ke)以在這里著陸,并(bing)獲得來自這些冰下湖(hu)(hu)(hu)的(de)(de)沉積(ji)取樣用以研究。
木(mu)(mu)(mu)衛二(er)(er)是(shi)不(bu)是(shi)像(xiang)木(mu)(mu)(mu)衛一一般被(bei)引潮力“摩擦”加熱?多少程度?是(shi)不(bu)是(shi)在冰下(xia)隱藏了什么火山作用呢?據英(ying)國有關媒體報道稱(cheng),為(wei)了更深入(ru)地研(yan)究(jiu)這顆木(mu)(mu)(mu)星的(de)(de)天然(ran)衛星,科(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)家們還計劃發(fa)射探測(ce)(ce)器前往木(mu)(mu)(mu)衛二(er)(er)進(jin)(jin)行近距(ju)離觀測(ce)(ce)研(yan)究(jiu)。科(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)家們之(zhi)所以(yi)對木(mu)(mu)(mu)衛二(er)(er)存在著濃厚的(de)(de)研(yan)究(jiu)興趣,是(shi)因為(wei)他(ta)們認為(wei)木(mu)(mu)(mu)衛二(er)(er)厚密的(de)(de)冰層底下(xia)存在著大量的(de)(de)液態水。美國科(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)家們繪制出(chu)的(de)(de)這張木(mu)(mu)(mu)衛二(er)(er)地質圖將幫(bang)助科(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)家們更多地了解這顆衛星的(de)(de)地質演(yan)化史和確定今后(hou)對其(qi)進(jin)(jin)行深入(ru)研(yan)究(jiu)的(de)(de)基本方向。這張地質圖是(shi)科(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)家們依據“伽利略”號和“旅行者2號”探測(ce)(ce)器獲(huo)取的(de)(de)資(zi)料繪制的(de)(de)。
眾(zhong)所周(zhou)知,1998年(nian)(nian)-2003年(nian)(nian),“伽利(li)略(lve)”號(hao)和“旅行(xing)者2號(hao)“分別對木(mu)(mu)(mu)星及(ji)其衛星進行(xing)了較(jiao)近距(ju)離的(de)(de)(de)探(tan)測(ce)研(yan)究。根據(ju)獲取的(de)(de)(de)資料科學(xue)家們推斷稱,木(mu)(mu)(mu)衛二表(biao)面的(de)(de)(de)地(di)(di)(di)質歷史相對年(nian)(nian)輕(qing)但富于變化,同時木(mu)(mu)(mu)衛二上很少有(you)火(huo)山活動。它上面存在(zai)的(de)(de)(de)諸多巨型(xing)裂谷很可(ke)能是(shi)木(mu)(mu)(mu)星強(qiang)大的(de)(de)(de)引力所致(zhi)。據(ju)亞利(li)桑那大學(xue)行(xing)星地(di)(di)(di)質學(xue)教研(yan)室主任勞恩-格里利(li)表(biao)示,繪制(zhi)木(mu)(mu)(mu)衛二地(di)(di)(di)質圖最(zui)大的(de)(de)(de)困(kun)難在(zai)于科學(xue)家們是(shi)否信任探(tan)測(ce)器發回的(de)(de)(de)有(you)關(guan)探(tan)測(ce)資料。
“旅行者-2”號探(tan)測(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)(qi)所(suo)拍(pai)攝(she)的(de)(de)(de)木(mu)(mu)衛(wei)二(er)表面(mian)照片(pian)清(qing)晰度為每像(xiang)素(su)(su)2公里。而(er)“伽(jia)利略”號在(zai)圍繞(rao)木(mu)(mu)星及(ji)(ji)其衛(wei)星飛行時(shi)所(suo)拍(pai)攝(she)的(de)(de)(de)照片(pian)清(qing)晰度可達每像(xiang)素(su)(su)12.6-0.23公里。在(zai)繪制這張木(mu)(mu)衛(wei)二(er)地質圖時(shi)科(ke)學家們(men)綜合了這兩枚探(tan)測(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)(qi)提(ti)供的(de)(de)(de)數據(ju)資(zi)料。認為木(mu)(mu)衛(wei)二(er)上(shang)存在(zai)有(you)關生(sheng)命(ming)的(de)(de)(de)科(ke)學家們(men)還持有(you)這樣(yang)的(de)(de)(de)觀點,木(mu)(mu)衛(wei)二(er)擁有(you)生(sheng)命(ming)誕生(sheng)所(suo)必需的(de)(de)(de)一切條件,那就是(shi)它上(shang)面(mian)存在(zai)著液(ye)態水、豐(feng)富的(de)(de)(de)能(neng)源(yuan)(主要指木(mu)(mu)星的(de)(de)(de)強大引力)和(he)有(you)機(ji)化合物。如(ru)果木(mu)(mu)衛(wei)二(er)上(shang)真存在(zai)生(sheng)命(ming),那么這些生(sheng)命(ming)將類似于(yu)地球深海熱水條件下生(sheng)存的(de)(de)(de)有(you)機(ji)體。2015年后科(ke)學家們(men)將向(xiang)木(mu)(mu)星及(ji)(ji)其衛(wei)星發射(she)一枚專門的(de)(de)(de)探(tan)測(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)(qi)。勞恩(en)-格里利和(he)來自美國局噴(pen)氣推進(jin)實驗室的(de)(de)(de)羅伯特-帕帕拉爾多將率領數十名天文專家來研究如(ru)何去探(tan)測(ce)(ce)(ce)木(mu)(mu)星系統,包括探(tan)測(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)(qi)沿怎(zen)樣(yang)的(de)(de)(de)飛行軌道飛行、將搭載(zai)哪(na)些科(ke)研儀器(qi)(qi)(qi)(qi)和(he)設備(bei)等。科(ke)學家們(men)還希望向(xiang)木(mu)(mu)衛(wei)二(er)發射(she)一枚配(pei)備(bei)有(you)機(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)人的(de)(de)(de)探(tan)測(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)(qi),以(yi)便于(yu)能(neng)夠深入木(mu)(mu)衛(wei)二(er)冰層(ceng)以(yi)下研究其地下水。不過(guo),這一想(xiang)法(fa)實施起來非常困難(nan),因(yin)為木(mu)(mu)衛(wei)二(er)表面(mian)覆蓋的(de)(de)(de)冰層(ceng)可能(neng)達20公里厚(hou)。
據英國(guo)科學家們約翰-扎爾涅(nie)茨基稱,欲(yu)研究木衛(wei)二必須得先發射軌(gui)道探測(ce)(ce)器(qi)以探知冰層(ceng)以下到底是什么(me),然后再利用其它探測(ce)(ce)器(qi)去探個究竟。
科學(xue)家們發現(xian)木衛二的(de)極(ji)地旋轉軸偏移(yi)了近90度(du),像這(zhe)樣(yang)的(de)極(ji)端變化(hua)表明在木星冰殼表面之(zhi)下蘊藏著液(ye)態(tai)海洋,這(zhe)將進(jin)一步說明木衛二很可能(neng)孕育著地外生命體。這(zhe)項(xiang)研究是由卡內(nei)基(ji)研究所、月球和行星研究協會(hui)和加州大(da)學(xue)圣克魯茲分校的(de)科學(xue)家聯合負責(ze)的(de),該研究報告發表在《自然》雜志上(shang)。
卡內基研(yan)究所地磁(ci)部的(de)伊薩(sa)姆(mu)氰(qing)禚蘇亞馬是該聯合研(yan)究小組成員之一(yi),他使用“航行者(zhe)”號(hao)、“伽利略(lve)”號(hao)和“新地平線”號(hao)宇宙飛船拍攝(she)的(de)圖片繪制了木衛(wei)(wei)二表面上直徑超過500公里的(de)大型弧狀盆地。據悉,木衛(wei)(wei)二的(de)半徑為1500公里,略(lve)微地比月(yue)球要(yao)小一(yi)些。
通過對比木衛(wei)二極地(di)旋(xuan)轉(zhuan)軸(zhou)偏移(yi)施壓形(xing)成的盆地(di)斷裂地(di)形(xing)特征,研究人員測量極地(di)旋(xuan)轉(zhuan)軸(zhou)偏移(yi)了80多度,之前旋(xuan)轉(zhuan)軸(zhou)位于(yu)當前赤道旁10度左右位置。
木衛(wei)二(er)極地旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)軸(zhou)猛(meng)烈的偏移很可(ke)能是(shi)由于極地表面以下存在著厚(hou)厚(hou)的冰層。馬特蘇亞馬說,“旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)體(ti)需要在最大(da)程度的旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)軸(zhou)變化基(ji)礎上(shang)(shang)尋求(qiu)(qiu)穩定平(ping)(ping)衡(heng)。對(dui)于木衛(wei)二(er)而(er)言,其外殼的厚(hou)度不一(yi)致將導致很大(da)程度上(shang)(shang)的不平(ping)(ping)衡(heng),因此木衛(wei)二(er)在運行中必須改(gai)變旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)軸(zhou)尋求(qiu)(qiu)新的穩定狀態。”
像這(zhe)樣(yang)的變化被(bei)稱為(wei)“真(zhen)實(shi)極地偏(pian)移”,并不像由于板地筑造(zao)學上的視覺漂移。在(zai)地球、火星和土星的土衛(wei)二(er)上也(ye)存在(zai)著真(zhen)實(shi)極地偏(pian)移。馬特蘇亞(ya)馬稱,我(wo)們的研究也(ye)將(jiang)木(mu)衛(wei)二(er)列入(ru)其中,這(zhe)說明(ming)我(wo)們需要對這(zhe)顆行星進行更多的重新定位研究。
同時這項研究暗(an)示著木(mu)衛二內(nei)部有(you)液(ye)態(tai)水存(cun)在,科學家基于(yu)宇宙飛船拍(pai)攝的(de)(de)照(zhao)片曾猜測這顆行星有(you)廣(guang)闊的(de)(de)地下海洋,這些照(zhao)片揭(jie)示木(mu)衛二表面(mian)以(yi)(yi)下有(you)斷裂的(de)(de)冰表面(mian)。木(mu)衛二重力(li)作(zuo)用形成的(de)(de)潮汐力(li)可將(jiang)地下冰殼海洋加熱成為熱態(tai)水,即使(shi)地下海洋切斷了太(tai)陽(yang)能(neng)來源,但是熱量和(he)液(ye)態(tai)水也有(you)可以(yi)(yi)孕育生命。
2009年11月,美國亞利桑那大學科學家理查德-格林博格等人經研究發現,木衛二可能存在類似于魚類的生命如今許多(duo)科學家(jia)都相信,木衛(wei)(wei)二(er)表面沒有(you)陸地,而在(zai)厚(hou)厚(hou)的(de)(de)(de)(de)冰(bing)層之(zhi)下存(cun)在(zai)著(zhu)一個覆蓋全(quan)球(qiu)的(de)(de)(de)(de)海洋(yang)(yang),海洋(yang)(yang)深度大約為160公里。格(ge)林(lin)(lin)博(bo)格(ge)的(de)(de)(de)(de)最新研究表明,木衛(wei)(wei)二(er)的(de)(de)(de)(de)海洋(yang)(yang)正在(zai)吸收大量的(de)(de)(de)(de)氧氣,它所吸收的(de)(de)(de)(de)氧氣量比此前(qian)的(de)(de)(de)(de)模擬預測結果(guo)還(huan)要多(duo)得多(duo)。科學家(jia)認為,這些氧氣足夠支持多(duo)種生(sheng)(sheng)命形態的(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai),從理(li)(li)論上講(jiang),木衛(wei)(wei)二(er)海洋(yang)(yang)中至(zhi)(zhi)少應該存(cun)在(zai)300萬噸類魚生(sheng)(sheng)物。格(ge)林(lin)(lin)博(bo)格(ge)解釋說(shuo),“盡管(guan)目前(qian)還(huan)不能說(shuo)那(nei)里肯定存(cun)在(zai)生(sheng)(sheng)命,但我們至(zhi)(zhi)少知道(dao)那(nei)里的(de)(de)(de)(de)物理(li)(li)環(huan)境支持生(sheng)(sheng)命的(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai)。”
美國伍茲海(hai)爾深海(hai)生態學家蒂莫西-尚(shang)克認(ren)為(wei)(wei),木衛二的海(hai)底(di)環(huan)境與地(di)球(qiu)海(hai)洋底(di)部的“熱液出口”具有極大的相似性。眾所周知(zhi),地(di)球(qiu)海(hai)底(di)熱液出口處存在著許(xu)多生命(ming)形態。因此尚(shang)克堅持認(ren)為(wei)(wei),“如(ru)果木衛二上沒有生命(ming),那才是奇怪的事。”
有關(guan)木(mu)衛二(er)的大多數知識都(dou)獲取自旅行(xing)者和伽利略兩次(ci)任務中的飛掠觀(guan)測(flyby)。
計劃一
雄心勃(bo)勃(bo)的(de)木星(xing)軌(gui)道器(qi)計劃已于2005年取消,但是還有各(ge)種(zhong)各(ge)樣針對木衛二(er)的(de)未來探索任務的(de)議案被不斷的(de)的(de)提出。
2006年NASA(美國(guo)航空(kong)暨太空(kong)總(zong)署)的(de)(de)(de)預算(suan)中編列了應美國(guo)國(guo)會(hui)的(de)(de)(de)口(kou)頭提請為未來的(de)(de)(de)環航木(mu)衛二計劃(hua)而建立基金。在設想(xiang)中,該計劃(hua)的(de)(de)(de)任務(wu)包括:通過(guo)重力和(he)高(gao)(gao)度的(de)(de)(de)測(ce)量手段確(que)認木(mu)衛二的(de)(de)(de)表面冰(bing)殼下是否存(cun)在海洋;大范圍地(di)對地(di)表進(jin)行(xing)(xing)高(gao)(gao)解析(xi)拍攝,通過(guo)光譜分析(xi)以確(que)認其表面物(wu)質(zhi)的(de)(de)(de)化(hua)學(xue)成(cheng)分;以及利(li)用(yong)(yong)穿冰(bing)雷達對冰(bing)層(ceng)進(jin)行(xing)(xing)穿透(tou)探測(ce)等(deng)。該計劃(hua)甚至考慮讓飛船攜帶(dai)一(yi)個(ge)小型的(de)(de)(de)著(zhu)陸裝置(zhi),利(li)用(yong)(yong)此裝置(zhi)直接(jie)分析(xi)木(mu)衛二表面的(de)(de)(de)化(hua)學(xue)成(cheng)分,同時采集地(di)震波數(shu)據(ju)以確(que)定(ding)冰(bing)層(ceng)的(de)(de)(de)厚度和(he)活躍程度。然而不可確(que)知該計劃(hua)是否有(you)切實啟動的(de)(de)(de)可能,NASA2007年度的(de)(de)(de)預算(suan)編列中就(jiu)沒有(you)這項資金。
計劃二
另一(yi)個可行的(de)(de)計劃是使(shi)用與(yu)深(shen)度撞擊(DI)計劃相(xiang)似的(de)(de)撞擊器。用撞擊器猛烈撞擊木(mu)(mu)衛(wei)二(er)(er)表面以激起(qi)碎(sui)(sui)屑煙(yan)霧,讓一(yi)艘小型(xing)飛船穿(chuan)過(guo)煙(yan)霧收(shou)集碎(sui)(sui)屑。因無須從木(mu)(mu)星或(huo)木(mu)(mu)衛(wei)二(er)(er)的(de)(de)環航軌道上(shang)發(fa)射著陸器——當(dang)然也省略了從衛(wei)星上(shang)重新起(qi)飛的(de)(de)步驟——燃料的(de)(de)消耗(hao)將大(da)大(da)縮減,故(gu)而該設想被看成是最(zui)經濟的(de)(de)方案之一(yi)。
其他
還(huan)有(you)一些更大膽的設想,比如發射一個(ge)著陸(lu)器(qi)尋(xun)找(zhao)凍結在冰殼淺層的可能(neng)的生(sheng)命跡象,或者直(zhi)接(jie)深入內(nei)部(bu)對冰下海(hai)(hai)洋(yang)進行(xing)探查(cha)。提案之(zhi)是派遣(qian)一個(ge)被稱作“融探”(Melt Probe)的巨(ju)型核動力探測器(qi)(穿冰機器(qi)人(ren)——cryobot),用它(ta)融冰打孔,一直(zhi)鉆入到(dao)冰下海(hai)(hai)洋(yang),接(jie)觸到(dao)水后再釋(shi)放一個(ge)自主運行(xing)的水下行(xing)走器(qi)(涵泳(yong)機器(qi)人(ren)——cryobot)。這(zhe)個(ge)裝置(zhi)可以將收集到(dao)信息傳送回地球。穿冰和涵泳(yong)機器(qi)人(ren)都要經過嚴格的消(xiao)毒,以避免將可能(neng)從地球攜帶的有(you)機質(zhi)誤認作當(dang)地的生(sheng)物,并(bing)杜絕對冰下海(hai)(hai)洋(yang)的污染。這(zhe)一議(yi)案尚未進入嚴肅籌(chou)劃的階段。
Cryobot在南極洲經過(guo)了測(ce)試。隨著鉆頭通過(guo)產(chan)生的(de)(de)(de)熱量融(rong)(rong)化冰(bing)(bing)層(ceng),探測(ce)器會(hui)“越陷(xian)越深”。融(rong)(rong)化冰(bing)(bing)層(ceng)從理論上講(jiang)是個不錯(cuo)的(de)(de)(de)概(gai)念,但如果探測(ce)器碰(peng)到冰(bing)(bing)層(ceng)深處的(de)(de)(de)東西(xi),比如大塊石頭,它將陷(xian)入其(qi)中不可自拔。如果不能融(rong)(rong)化冰(bing)(bing)層(ceng),那么探測(ce)任(ren)務將就此走向終(zhong)結。香港理工(gong)大學和匈牙利格拉(la)茲威爾特勞姆(mu)福(fu)斯(si)特研究所(suo)設計出(chu)(chu)將鉆探技術和融(rong)(rong)化方法完美融(rong)(rong)為一體的(de)(de)(de)創新方法。他(ta)們提出(chu)(chu)的(de)(de)(de)“熱鉆”(thermal drill)系統(tong)原型機在實(shi)驗中表現(xian)不俗,實(shi)驗結果刊登在2008年7月出(chu)(chu)版的(de)(de)(de)《行星和空間科學》雜志(zhi)上。
2016年9月27日(ri),NASA宣布(bu)了一個重大(da)發現,科學家們觀測到木星的(de)第(di)四大(da)衛星“木衛二歐羅巴”有水汽噴發,而有水就有可能有生命存在。
哈勃望遠鏡(jing)觀測到歐羅巴表面的(de)水蒸氣柱沿7點鐘方向向外噴出。這是木(mu)衛二冰層下有液態(tai)海(hai)洋的(de)強有力證據(ju),能為孕育(yu)生命創造有利條件。
研(yan)究者(zhe)們(men)計算了歐羅(luo)巴的(de)(de)海(hai)洋中,當海(hai)水(shui)與(yu)(yu)巖石(shi)相互作用時可能產生(sheng)的(de)(de)氫氣的(de)(de)含量(liang),這個(ge)過程被稱(cheng)為蛇紋石(shi)化作用。在(zai)此過程中,水(shui)滲透入礦物顆粒之間的(de)(de)空隙并與(yu)(yu)巖石(shi)發生(sheng)反應,形成新的(de)(de)礦物質(zhi)并釋放氫氣。
研(yan)究(jiu)者們認為(wei):隨著時間的(de)(de)推移(yi),歐羅(luo)巴海底會(hui)有一些裂(lie)縫,因為(wei)從這(zhe)顆星球形成數十億年以來,它的(de)(de)巖石內(nei)部依舊保持著低溫。新的(de)(de)裂(lie)縫將新鮮的(de)(de)巖石暴露給海水,然(ran)后(hou)更多的(de)(de)產生氫氣的(de)(de)化學反應就此發生。
人類(lei)移(yi)居的可(ke)能(neng)性
2009年年底,美國亞利桑那大學科學家理查德格林伯格發表論文(wen)指出(chu),木(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)的(de)(de)海洋中至少應(ying)該(gai)存活著300萬噸似魚復雜生(sheng)物。這將13年前(qian)科(ke)學家們(men)提(ti)出(chu)的(de)(de)木(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)生(sheng)命假說又(you)向前(qian)推進了一步。木(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)是1610年由(you)伽利略發現(xian)的(de)(de),航天(tian)器對木(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)的(de)(de)探(tan)測(ce)表明,它(ta)的(de)(de)外殼冰層下可能(neng)有海洋,有了海洋就意味(wei)著其(qi)中可能(neng)有生(sheng)命存在。科(ke)學家們(men)一直(zhi)在設法揭開其(qi)生(sheng)命之謎,
人(ren)(ren)類(lei)能(neng)否在木(mu)(mu)衛(wei)二“歐羅巴”星(xing)球上生(sheng)活?來自(zi)美國宇航局(ju)的(de)(de)專家(jia)認(ren)為這顆木(mu)(mu)星(xing)具有(you)較大的(de)(de)“宜居(ju)”潛力,未來可能(neng)適合人(ren)(ren)類(lei)居(ju)住(zhu)。下(xia)一步,科(ke)學家(jia)將(jiang)發射探測器對(dui)木(mu)(mu)衛(wei)二的(de)(de)冰(bing)下(xia)海洋進(jin)(jin)行調查,確(que)定(ding)其(qi)厚度(du)和(he)分(fen)布(bu)情況,有(you)研究認(ren)為木(mu)(mu)衛(wei)二的(de)(de)海洋可能(neng)與地球相似,也(ye)具有(you)一定(ding)的(de)(de)鹽度(du)。美國宇航局(ju)噴氣推進(jin)(jin)實(shi)驗(yan)室(shi)博士羅伯(bo)特(te)·帕(pa)帕(pa)拉多認(ren)為派遣探測器降落木(mu)(mu)衛(wei)二表面(mian)是一個非常有(you)遠見的(de)(de)行星(xing)科(ke)學目標,同時也(ye)是一個困難的(de)(de)技術挑戰。
一篇來自《天(tian)體生物學》期刊的(de)文章詳細描述(shu)了未來木(mu)衛二(er)(er)探索任務的(de)三個主要目標(biao):第一,至少(shao)要在兩個不同深度上(shang)監測(ce)(ce)木(mu)衛二(er)(er)海(hai)水(shui)鹽度、有機物質(zhi)以(yi)及(ji)其他(ta)污染物等;第二(er)(er),調查木(mu)衛二(er)(er)冰殼、海(hai)洋物理環(huan)境以(yi)及(ji)表層物質(zhi)磁學特性;第三,科(ke)學家希望探測(ce)(ce)器(qi)能傳回木(mu)衛二(er)(er)表面地表特征的(de)照片。木(mu)衛二(er)(er)被稱(cheng)為“歐羅巴”星球,其表面有著(zhu)各(ge)種各(ge)樣奇怪的(de)地形,酷似仙境,根據(ju)伽利略(lve)探測(ce)(ce)器(qi)的(de)觀測(ce)(ce)數(shu)據(ju),科(ke)學家依然不了解該天(tian)體表面上(shang)錯綜復雜并交織在一起的(de)“神秘(mi)細線”,派遣探測(ce)(ce)器(qi)登(deng)陸木(mu)衛二(er)(er)可以(yi)解決(jue)許多關(guan)鍵問題(ti)。
2013年3月,科(ke)學(xue)(xue)家認為(wei)有充(chong)分的(de)(de)證據顯(xian)示木衛二(er)的(de)(de)冰凍(dong)表面(mian)下擁有巨大的(de)(de)咸水海洋(yang)(yang),冰下海洋(yang)(yang)與(yu)表面(mian)還存在化學(xue)(xue)物(wu)質的(de)(de)交換,使得(de)海洋(yang)(yang)中(zhong)的(de)(de)化學(xue)(xue)物(wu)質更加豐(feng)富。加州理工學(xue)(xue)院天文學(xue)(xue)家麥克·布朗教授認為(wei)能量可以從這些化學(xue)(xue)循環通(tong)道中(zhong)進入(ru)木衛二(er)的(de)(de)冰下海洋(yang)(yang)中(zhong),這對生命而(er)言是非(fei)常重(zhong)要的(de)(de)。
木衛二上是否有海(hai)洋(yang)
航天器(qi)對(dui)木衛(wei)(wei)二的探測(ce)表明,其上可能有海洋。正因(yin)如此,在對(dui)木星衛(wei)(wei)星的探測(ce)中(zhong),科學家們最重視的就是木衛(wei)(wei)二。
早在1979年(nian),旅(lv)行(xing)者1號和(he)2號探(tan)測(ce)(ce)木星(xing)時就發現,木衛(wei)二像個冰與奶(nai)油巧克力混合的(de)大球體,表面上(shang)分布著彎(wan)曲(qu)條紋。科(ke)學家們分析研究木衛(wei)二的(de)照(zhao)片(pian)和(he)探(tan)測(ce)(ce)資料(liao)后(hou)提出(chu),該衛(wei)星(xing)表面覆(fu)蓋著5000米(mi)厚的(de)冰層(ceng),冰層(ceng)下面可(ke)能有(you)一(yi)個深(shen)達50千米(mi)的(de)海洋。
從1996年伽利(li)略號在距離木衛二(er)16萬千米(mi)處拍攝的(de)(de)照片上看,這顆(ke)(ke)星(xing)球(qiu)(qiu)呈現出冰(bing)殼狀,表面裂縫交錯(cuo),像地球(qiu)(qiu)兩極的(de)(de)浮冰(bing),說明(ming)冰(bing)層曾(ceng)受到巨力(li)(li)的(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)。科(ke)學家們研究(jiu)后認為(wei),這種力(li)(li)是(shi)由木衛二(er)和(he)木星(xing)及其他三顆(ke)(ke)伽利(li)略衛星(xing)之間的(de)(de)引力(li)(li)形成(cheng)的(de)(de)潮汐力(li)(li),其作(zuo)(zuo)用(yong)不僅形成(cheng)木衛二(er)的(de)(de)表面特征,還使其內部(bu)的(de)(de)水以液(ye)態存在。
1996年末,伽利略號從(cong)距離木(mu)衛(wei)二688千(qian)米處經過時拍(pai)攝的照片顯示,木(mu)衛(wei)二表(biao)面有(you)水流存在。科學家們說(shuo),這種現(xian)象表(biao)明木(mu)衛(wei)二內核很熱,大量熱能從(cong)火山(shan)口(kou)或熱泉眼噴發出來,導致表(biao)面部(bu)分冰層融化。
1997年1月,伽利略號用磁(ci)(ci)強計(ji)對木衛(wei)(wei)二(er)的(de)磁(ci)(ci)場(chang)進行(xing)的(de)探測顯示,木衛(wei)(wei)二(er)只(zhi)能(neng)有一個內磁(ci)(ci)場(chang)才能(neng)解(jie)釋(shi)獲(huo)得(de)的(de)結果。這個內在導(dao)電層的(de)導(dao)電率必(bi)須和(he)含鹽(yan)海(hai)水一樣強。由(you)此科學家們(men)再次得(de)出木衛(wei)(wei)二(er)上可(ke)能(neng)有海(hai)洋(yang)的(de)推論。同時,發回的(de)新照片表明,木衛(wei)(wei)二(er)表面(mian)裂縫位(wei)置(zhi)發生了變化,說明很可(ke)能(neng)是表層下的(de)海(hai)洋(yang)流動(dong)造成的(de)。
“冰激凌(ling)”內熱外冷“夾層(ceng)”是海洋
1997年2月(yue),伽利略號從距離木(mu)(mu)衛二586千米(mi)(mi)處飛過時拍(pai)攝的(de)(de)照片顯示,木(mu)(mu)衛二表(biao)面最(zui)大的(de)(de)冰山寬達(da)13千米(mi)(mi),高(gao)為(wei)(wei)100~200米(mi)(mi)。美國科學家史蒂(di)文等人認為(wei)(wei),由(you)于木(mu)(mu)星對木(mu)(mu)衛二內核的(de)(de)引力作(zuo)用,使其冰幔下(xia)面的(de)(de)水保(bao)持液(ye)體狀(zhuang)態,成(cheng)為(wei)(wei)深達(da)幾千米(mi)(mi)的(de)(de)海洋。1998年12月(yue)伽利略號拍(pai)攝的(de)(de)照片顯示,木(mu)(mu)衛二南部有一條長(chang)達(da)800米(mi)(mi)的(de)(de)裂縫。
2000年1月,伽利(li)略號(hao)從距離木(mu)衛二351千米處掠過時發現(xian),木(mu)衛二地磁北極點位置頻繁移動。科(ke)學(xue)家們認(ren)為,這是木(mu)衛二含鹽海(hai)洋在冰層下流動形(xing)成電磁場引發的(de)結果(guo)。
在研究(jiu)了木(mu)衛二(er)(er)表(biao)面(mian)裂(lie)(lie)縫(feng)照(zhao)片之(zhi)后,2002年9月格林(lin)伯(bo)格研究(jiu)小組(zu)宣稱,木(mu)衛二(er)(er)冰層較薄,觀測(ce)到(dao)的(de)(de)表(biao)層裂(lie)(lie)縫(feng)可(ke)使氣體(ti)、熱量和有(you)機(ji)物質接觸(chu)到(dao)表(biao)層下面(mian)可(ke)能(neng)存(cun)在的(de)(de)水。這種情(qing)況顯示,木(mu)衛二(er)(er)可(ke)能(neng)存(cun)在的(de)(de)海(hai)洋(yang)(yang)同地球(qiu)上的(de)(de)北冰洋(yang)(yang)相似(si)。既然北冰洋(yang)(yang)能(neng)通過冰層的(de)(de)裂(lie)(lie)縫(feng)接觸(chu)空氣和熱量,那么木(mu)衛二(er)(er)上的(de)(de)海(hai)洋(yang)(yang)也(ye)能(neng)通過冰層裂(lie)(lie)縫(feng)與外(wai)界接觸(chu)。
科(ke)學(xue)家們依據旅行者2號和伽利(li)略號獲取的(de)(de)資料,于2007年(nian)繪(hui)制(zhi)出的(de)(de)首(shou)張(zhang)木(mu)衛(wei)(wei)二全(quan)球地(di)質(zhi)構造圖揭示,其表面地(di)質(zhi)構造比較年(nian)輕且富于變(bian)化。2008年(nian),科(ke)學(xue)家們發現,木(mu)衛(wei)(wei)二極地(di)旋轉軸(zhou)偏移了80多度(du)。這樣的(de)(de)極端(duan)變(bian)化表明木(mu)衛(wei)(wei)二表面冰(bing)殼厚度(du)不(bu)一致,在其下面有廣闊的(de)(de)海洋(yang)。科(ke)學(xue)家們還用多種航天器獲得的(de)(de)照片(pian),繪(hui)制(zhi)了木(mu)衛(wei)(wei)二表面直徑達(da)500千米以上的(de)(de)大型弧狀盆地(di)圖像(xiang)。經綜(zong)合分析(xi)研(yan)究(jiu),科(ke)學(xue)家們認為,木(mu)衛(wei)(wei)二內部有一個(ge)金(jin)屬核(he),核(he)外是石質(zhi)的(de)(de)殼,殼外是液態水海洋(yang),海洋(yang)表面是冰(bing)層。
是否具備生命(ming)存在的(de)三個基本(ben)要(yao)素
由于水(shui)是(shi)孕育生命(ming)的重要條(tiao)件,故而科學家們(men)在(zai)發(fa)現木衛(wei)二上(shang)可能有海洋之后,就推斷其海洋中可能有生命(ming)。
1979年旅行者號發現木(mu)衛(wei)(wei)二表(biao)面廣泛分布著(zhu)彎曲的(de)(de)褐色(se)條紋之(zhi)后,有(you)的(de)(de)科學家(jia)就認為(wei),這意味(wei)著(zhu)該星球上存(cun)在著(zhu)有(you)機(ji)分子(zi),因為(wei)多(duo)種有(you)機(ji)聚合物是呈(cheng)褐色(se)的(de)(de)。同時(shi)對(dui)可(ke)(ke)能存(cun)在的(de)(de)海(hai)洋來(lai)說,其(qi)環(huan)境可(ke)(ke)以維(wei)持有(you)機(ji)體的(de)(de)生存(cun),因而估計木(mu)衛(wei)(wei)二上可(ke)(ke)能存(cun)活細菌一(yi)類的(de)(de)低級生物。
1996年(nian)8月,美國(guo)科(ke)(ke)學(xue)家提出,木(mu)衛(wei)二(er)(er)的(de)(de)海(hai)(hai)底也可(ke)能存在(zai)火山(shan),其噴發提供的(de)(de)熱(re)(re)量(liang)足(zu)(zu)以使(shi)某(mou)些不需要陽(yang)光和(he)空氣(qi)的(de)(de)微生(sheng)(sheng)(sheng)物生(sheng)(sheng)(sheng)存下去,這(zhe)一論(lun)點被稱為木(mu)衛(wei)二(er)(er)生(sheng)(sheng)(sheng)命假(jia)說(shuo)。木(mu)衛(wei)二(er)(er)冰(bing)層(ceng)下面有(you)(you)水、充足(zu)(zu)的(de)(de)熱(re)(re)量(liang)和(he)有(you)(you)機化合物這(zhe)三個生(sheng)(sheng)(sheng)命存在(zai)的(de)(de)基(ji)本要素,其環(huan)境(jing)(jing)很有(you)(you)可(ke)能符合宇宙生(sheng)(sheng)(sheng)物學(xue)的(de)(de)標準(zhun)。地(di)球海(hai)(hai)洋(yang)深處(chu)一些火山(shan)口的(de)(de)周圍(wei),沒(mei)有(you)(you)陽(yang)光和(he)氧氣(qi)的(de)(de)極端惡(e)劣的(de)(de)自然環(huan)境(jing)(jing)中(zhong)都有(you)(you)原(yuan)始微生(sheng)(sheng)(sheng)物繁衍生(sheng)(sheng)(sheng)息,就是(shi)(shi)因為這(zhe)些地(di)方都具備上述(shu)三個條件。提出和(he)贊同(tong)木(mu)衛(wei)二(er)(er)生(sheng)(sheng)(sheng)命假(jia)說(shuo)的(de)(de)科(ke)(ke)學(xue)家們(men)認(ren)為,從環(huan)境(jing)(jing)條件推斷,其生(sheng)(sheng)(sheng)命形(xing)態只能是(shi)(shi)低級的(de)(de)海(hai)(hai)洋(yang)生(sheng)(sheng)(sheng)物。
這(zhe)些科學(xue)家認為,地(di)球(qiu)(qiu)生(sheng)命源于海(hai)洋里的(de)(de)(de)火(huo)(huo)山(shan)噴口(kou),此(ci)一(yi)原(yuan)理(li)也適用于木衛二(er)。他們猜測(ce),受木星(xing)引力影響,木衛二(er)內(nei)部亦有(you)火(huo)(huo)山(shan)活動。當(dang)木衛二(er)從(cong)木星(xing)一(yi)側(ce)飛(fei)向(xiang)另一(yi)側(ce)時(shi),木星(xing)會(hui)(hui)擠壓木衛二(er),導致后者的(de)(de)(de)核心處(chu)于熔融(rong)狀態,從(cong)而(er)(er)引起火(huo)(huo)山(shan)活動。火(huo)(huo)山(shan)雖未(wei)噴發出(chu)表面(mian),但卻(que)加熱了冰(bing)層下面(mian)的(de)(de)(de)水,使(shi)其呈液體狀態,形成(cheng)海(hai)洋。木衛一(yi)由(you)(you)于距離木星(xing)更(geng)近,受到的(de)(de)(de)擠壓更(geng)大,故而(er)(er)火(huo)(huo)山(shan)噴出(chu)表面(mian),并留下硫(liu)磺和其他化(hua)學(xue)物質。地(di)球(qiu)(qiu)海(hai)底熱液噴口(kou)處(chu)也有(you)很多(duo)同類(lei)化(hua)合物,且(qie)與地(di)球(qiu)(qiu)早期生(sheng)命有(you)關。由(you)(you)此(ci)科學(xue)家們推斷,木衛二(er)海(hai)底火(huo)(huo)山(shan)活動也會(hui)(hui)噴發類(lei)似(si)化(hua)合物,并造成(cheng)溫暖的(de)(de)(de)環境(jing),從(cong)而(er)(er)孕(yun)育并存活了生(sheng)命。
揭開生命之謎的四個探(tan)測方案(an)
人類尋找地(di)外生命(ming)的(de)具(ju)體目(mu)標(biao),排(pai)在第一位的(de)是(shi)火星,排(pai)在第二(er)位的(de)就是(shi)木(mu)衛(wei)二(er)。怎樣利用航天技術揭開(kai)木(mu)衛(wei)二(er)生命(ming)之(zhi)謎呢(ni)?科學(xue)家(jia)們已提出(chu)四種可行的(de)方案。
一是用導彈轟擊取樣
人類將從地球(qiu)向(xiang)(xiang)木(mu)衛二發射一艘(sou)宇宙飛(fei)船,當其飛(fei)臨木(mu)衛二近(jin)空時,適時發射一枚導彈(dan),猛烈轟(hong)擊(ji)目(mu)標(biao)的(de)表面,使冰層碎(sui)塊(kuai)飛(fei)向(xiang)(xiang)高空,隨即飛(fei)船穿越炸出的(de)冰塊(kuai)云(yun)團,伸出“凝膠(jiao)”收集部分碎(sui)冰,并運回地球(qiu),供(gong)科學家們研(yan)究,以便確定有無生命(ming)信息(xi)。
二是用航(hang)天器(qi)進行近空探測
美國(guo)宇航局(ju)(ju)和歐(ou)空局(ju)(ju)正(zheng)在研制名為木(mu)衛(wei)二(er)木(mu)星(xing)系任務的(de)探(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi),計(ji)劃將于2020年發射升空,2026年到(dao)達(da)(da)探(tan)測(ce)(ce)區(qu)域(yu),預(yu)定工作(zuo)(zuo)期限為三年。探(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)由兩個軌(gui)道(dao)器(qi)(qi)組成。美國(guo)負責攜有相機、光譜儀(yi)和強大雷(lei)達(da)(da)系統的(de)木(mu)衛(wei)二(er)軌(gui)道(dao)器(qi)(qi)。當(dang)其進(jin)入(ru)環(huan)繞木(mu)衛(wei)二(er)軌(gui)道(dao)開(kai)展探(tan)測(ce)(ce)工作(zuo)(zuo)時,雷(lei)達(da)(da)系統可以(yi)穿透木(mu)衛(wei)二(er)冰層,計(ji)算(suan)出(chu)冰層厚度,其他儀(yi)器(qi)(qi)將研究海洋生物跡(ji)象。它將幫(bang)助科學家縮小可能存在生命區(qu)域(yu)的(de)范(fan)圍,為以(yi)后(hou)的(de)探(tan)測(ce)(ce)提供依(yi)據(ju)。歐(ou)空局(ju)(ju)負責攜有相機、光譜儀(yi)、塵埃分析器(qi)(qi)、質譜儀(yi)或者磁力(li)計(ji)的(de)軌(gui)道(dao)器(qi)(qi),屆時主要是(shi)對木(mu)星(xing)衛(wei)星(xing)進(jin)行(xing)探(tan)測(ce)(ce)。
三是(shi)用航天器(qi)著陸探(tan)測
俄(e)羅斯(si)將(jiang)參與歐(ou)空局2015年至2025年的(de)(de)一(yi)項(xiang)空間研(yan)(yan)究計劃,以便(bian)登陸研(yan)(yan)究木(mu)衛(wei)二,尋(xun)找(zhao)簡單的(de)(de)生(sheng)命形(xing)式。這一(yi)項(xiang)目的(de)(de)航天(tian)器(qi)(qi)以法國天(tian)文學(xue)家皮埃爾韁(jiang)馉拉普(pu)拉斯(si)的(de)(de)名(ming)字命名(ming)。俄(e)羅斯(si)將(jiang)研(yan)(yan)制一(yi)個(ge)登陸探測(ce)器(qi)(qi),搭載在該航天(tian)器(qi)(qi)上。屆(jie)時登陸探測(ce)器(qi)(qi)將(jiang)降落在木(mu)衛(wei)二表面冰層(ceng)的(de)(de)一(yi)個(ge)裂縫處,并融化一(yi)些冰,開始尋(xun)找(zhao)生(sheng)命蹤跡(ji),隨即將(jiang)探測(ce)結(jie)果通過拉普(pu)拉斯(si)航天(tian)器(qi)(qi)傳回地面。
四(si)是用機器人鉆入(ru)海洋探測(ce)
其方案是向木衛(wei)二(er)(er)發(fa)射兩個(ge)(ge)著(zhu)陸機(ji)器(qi)人(ren),一(yi)個(ge)(ge)能(neng)鉆(zhan)穿(chuan)冰層開辟一(yi)條通往海(hai)洋(yang)的孔(kong)(kong)道,另一(yi)個(ge)(ge)能(neng)沿著(zhu)孔(kong)(kong)道進(jin)(jin)入海(hai)洋(yang)開展探(tan)測(ce)工(gong)作。水下(xia)機(ji)器(qi)人(ren)攜(xie)帶(dai)的科學儀器(qi)能(neng)夠進(jin)(jin)行環繞考察并找(zhao)出微生物,包括不同于地球上的生命形態。其探(tan)測(ce)結(jie)果將適時發(fa)回地球。為保證探(tan)測(ce)效果不受木衛(wei)二(er)(er)以外的任何因素(su)影響,兩個(ge)(ge)高度自(zi)動化(hua)的機(ji)器(qi)人(ren)必須完(wan)全滅菌。
木(mu)衛二(er)將驗證或修(xiu)正宇宙生(sheng)物學標準(zhun)
探(tan)測木衛二有(you)無(wu)生(sheng)(sheng)命的(de)意義在(zai)于(yu),除弄清真相外,還可驗證或修(xiu)正宇宙(zhou)生(sheng)(sheng)物(wu)學標(biao)準。如果發現了(le)木衛二上有(you)生(sheng)(sheng)命,那(nei)就證明了(le)宇宙(zhou)生(sheng)(sheng)物(wu)學標(biao)準至少適(shi)用于(yu)太陽系天(tian)體(ti)。如果推(tui)斷條件(jian)屬實而未發現生(sheng)(sheng)命,則需修(xiu)正這一(yi)標(biao)準。如果推(tui)斷條件(jian)不存在(zai),則另當別(bie)論。無(wu)論獲得(de)何(he)種真實情況,都能深化人類(lei)對木衛二乃至太陽系天(tian)體(ti)的(de)認(ren)識,促進空間科(ke)學的(de)發展。
移居木衛二?
極度深寒還有(you)點兒擠
在太陽(yang)系(xi)八大(da)行星(xing)中,木(mu)星(xing)是(shi)最大(da)的(de)(de)(de)。木(mu)衛二是(shi)木(mu)星(xing)的(de)(de)(de)四大(da)衛星(xing)之一(yi),直徑為2920千米,只有(you)地(di)球(qiu)直徑的(de)(de)(de)約(yue)(yue)四分之一(yi),體積比地(di)球(qiu)的(de)(de)(de)衛星(xing)月(yue)球(qiu)稍微小(xiao)(xiao)一(yi)點。科學家推測木(mu)衛二的(de)(de)(de)表(biao)面溫度在赤(chi)道地(di)區(qu)平均約(yue)(yue)為-163℃,兩極更低,只有(you)-223℃,所以表(biao)面的(de)(de)(de)水是(shi)永久凍結(jie)的(de)(de)(de)。但是(shi)潮汐力所提供的(de)(de)(de)熱(re)能可(ke)能會使(shi)冰(bing)層下的(de)(de)(de)水保持液態,另外(wai)木(mu)衛二上長(chang)達60小(xiao)(xiao)時的(de)(de)(de)白晝,也使(shi)得表(biao)面冰(bing)層的(de)(de)(de)裂(lie)口有(you)可(ke)能接(jie)受到充足(zu)的(de)(de)(de)陽(yang)光。即(ji)便這樣,假如(ru)有(you)一(yi)天人類能征服木(mu)衛二,也恐(kong)難以長(chang)久移居。
火星和木(mu)衛二,地球人先到哪一個?
除了木(mu)(mu)衛(wei)二之(zhi)(zhi)外,火(huo)星(xing)(xing)(xing)被(bei)(bei)認為(wei)是另一(yi)個可能(neng)存在(zai)生(sheng)命(ming)形態(tai)的(de)(de)星(xing)(xing)(xing)體(ti),因為(wei)科學(xue)家研究發現(xian),火(huo)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)地(di)下深處仍可能(neng)有液(ye)態(tai)水。與木(mu)(mu)衛(wei)二相比(bi),火(huo)星(xing)(xing)(xing)距離地(di)球(qiu)更近,因此,對于(yu)火(huo)星(xing)(xing)(xing)生(sheng)命(ming)之(zhi)(zhi)謎(mi)的(de)(de)探索,科學(xue)家也一(yi)直高度關注。未(wei)來的(de)(de)太空任務已經把火(huo)星(xing)(xing)(xing)和木(mu)(mu)衛(wei)二同時作(zuo)為(wei)發射新遙控探測(ce)器的(de)(de)最(zui)(zui)終(zhong)目的(de)(de)地(di)。火(huo)星(xing)(xing)(xing)和木(mu)(mu)衛(wei)二,誰會被(bei)(bei)最(zui)(zui)先證明,是地(di)球(qiu)的(de)(de)兄(xiong)弟或(huo)者陌(mo)生(sheng)人?
木衛(wei)二發現黏土型礦(kuang)物(wu)
美國航天局11日宣布,在(zai)最可(ke)能(neng)有生命(ming)存在(zai)的(de)木星(xing)衛星(xing)——木衛二的(de)表面(mian)首次發現了黏土型礦物,這意味著木衛二可(ke)能(neng)存在(zai)對形成生命(ming)至關重(zhong)要的(de)有機物。
美國(guo)航(hang)天局當天在一份聲明中說,在木衛二表面(mian)發現了一種(zhong)叫做層狀硅酸鹽的(de)黏(nian)土型(xing)礦物(wu),這種(zhong)礦物(wu)很有(you)可(ke)能是由彗(hui)星(xing)或(huo)(huo)小行(xing)星(xing)撞擊(ji)木衛二帶(dai)來,而帶(dai)來黏(nian)土型(xing)礦物(wu)的(de)彗(hui)星(xing)或(huo)(huo)小行(xing)星(xing)通常也攜帶(dai)有(you)機物(wu)。
可能的生命
據猜想,冰下的海洋中可能有生命存在,其生存環境可能與地球上的深海熱液口或南極的沃斯托克湖(Lake Vostok)相似,其生命的形態可能與地球上的某些嗜極生物相似。盡管還沒有任何證據,但基于可能存在的液態水,相繼有若干項向木衛二派遣空間探測器議案曾被提出(詳探索一節),2013年(nian)12月(yue)11日(ri)美國國家航(hang)空航(hang)天局(ju)(NASA)宣布,探測(ce)器在(zai)被冰(bing)雪所覆蓋的(de)木(mu)衛(wei)二(er)(er)上發現了其與(yu)彗(hui)星(xing)(xing)及(ji)小(xiao)行星(xing)(xing)撞擊后(hou)形(xing)成的(de)類似黏土狀的(de)礦物質(zhi)。根據(ju)“伽利(li)略”號探測(ce)器1998年(nian)拍攝(she)到的(de)木(mu)衛(wei)二(er)(er)近紅外線圖片來(lai)看NASA研究小(xiao)組認為,木(mu)衛(wei)二(er)(er)上有(you)一種(zhong)與(yu)酰基(ji)氯類似的(de)礦物。由于小(xiao)行星(xing)(xing)或(huo)彗(hui)星(xing)(xing)的(de)中(zhong)心核中(zhong)蘊含可(ke)形(xing)成生命的(de)有(you)機(ji)物NASA研究者表(biao)示,木(mu)衛(wei)二(er)(er)的(de)冰(bing)雪表(biao)層下極有(you)可(ke)能隱藏廣(guang)袤的(de)海洋,歷經漫(man)長時(shi)間(jian)后(hou)或(huo)許有(you)育(yu)成生命的(de)可(ke)能性,
美國(guo)和德國(guo)研究員(yuan)發表報(bao)告稱(cheng),在木(mu)(mu)(mu)星的(de)衛(wei)(wei)星之一“木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)二”上(shang),發現有間歇性(xing)噴(pen)(pen)發的(de)噴(pen)(pen)泉,這(zhe)是木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)二冰凍(dong)表面(mian)下隱藏著一個巨大(da)海(hai)洋的(de)最(zui)好證(zheng)據。一旦有了水(shui),也(ye)就(jiu)意味著可能有生命!長久以來,科學家們(men)都認(ren)為“木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)二”可能存有生命。
外媒(mei)稱,新的(de)研(yan)究顯(xian)示,木星(xing)的(de)一個衛星(xing)—木衛二有(you)豐富(fu)的(de)重要礦(kuang)物質,還有(you)從地下海洋里噴發的(de)壯觀水柱這可能是太陽系里又一個宜居之地。
據(ju)英(ying)國《獨立報》12日報道,哈勃望遠鏡(jing)確認了木衛二(er)上間歇性噴發的(de)兩(liang)處(chu)巨大羽狀水柱,高達兩(liang)百千米(mi),另(ling)一項研究在該星球冰凍表面發現(xian)了散落的(de)泥(ni)土(tu)似的(de)礦物質(zhi)。
《科學》雜(za)志上發(fa)表(biao)的(de)(de)文章說,通過對哈勃望遠鏡(jing)的(de)(de)數據(ju)進行分析發(fa)現,水柱通常在木衛二(er)圍繞木星軌道運行時(shi)的(de)(de)某(mou)些特(te)定(ding)時(shi)刻噴(pen)發(fa),這表(biao)明噴(pen)發(fa)原因是周(zhou)期(qi)性的(de)(de)巨大(da)潮汐力使(shi)該星球地下海洋的(de)(de)壓力增大(da),使(shi)其液體從表(biao)面(mian)的(de)(de)冰縫噴(pen)涌而(er)出,
報道(dao)指出(chu),在已知的(de)63個(ge)木星的(de)衛(wei)(wei)星中,木衛(wei)(wei)二是(shi)最重要(yao)的(de)一個(ge)。天文學家認為,它的(de)冰層(ceng)表面(mian)之下有海(hai)洋存在這是(shi)由于潮(chao)汐力的(de)熱量使其保持液態。一些科學家認為這片海(hai)洋中可(ke)能有生命,而礦(kuang)物質和潮(chao)汐熱能可(ke)以為其提(ti)供能量。
另一項對美國航天局伽利略項目收集的(de)數據的(de)研究顯示,在木衛二表面發(fa)現(xian)的(de)重要(yao)泥土類礦物質可能是該(gai)星(xing)球此前與小行星(xing)或彗(hui)星(xing)相撞產生(sheng)的(de)。
美國航天(tian)局噴氣推進實驗室的吉(ji)姆·雪利說:“我們(men)經常在彗星(xing)(xing)或原始小(xiao)行星(xing)(xing)上找(zhao)到構成生命的重要物質—有機礦(kuang)物質在木衛二的表面發現與這類彗星(xing)(xing)相撞(zhuang)的殘留物可能(neng)為我們(men)在該(gai)星(xing)(xing)球尋找(zhao)生命開啟(qi)新的篇章。”
據報道,很多(duo)科學家認為(wei)木衛(wei)二(er)可能是太陽(yang)系里(li)除地球外最(zui)適宜(yi)生命(ming)存在(zai)的星球。
“歐羅(luo)巴(ba)快帆”最早將(jiang)于2023年發(fa)射(she),攜帶9臺儀器前往木星(xing)系(xi)統,圍(wei)繞木衛(wei)二運行3年以上,收集(ji)關于這顆衛(wei)星(xing)的(de)地質(zhi)、組成和隱藏的(de)內部海洋的(de)重要信(xin)息,并評估該衛(wei)星(xing)的(de)宜居性。