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木衛二
0 票數:0 #衛星#
木衛二,在1610年被伽利略發現,是木星的第四大衛星,在伽利略發現的衛星中離木星第二近。木衛二比地球的衛星月球稍微小一點,直徑達到3100公里,是太陽系天體系統中的第六大衛星和第十五大天體。質量為4.80×10的22次方千克,這樣的結構也十分奇特,它被認為是一顆富水星球,比我們地球上的水還多,表面有著厚達幾十公里的冰蓋,下面則是深達上百公里的海洋,由于中間有一層液態水的海洋相隔,所以科學家認為木衛二的內心與外層的自轉情況并不一樣。
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簡介

木衛(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)Europa(英語(yu)發(fa)音"yoo Roh puh"),在1610年被(bei)伽利略(lve)發(fa)現(xian),是木星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)第(di)(di)六(liu)顆已知衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing),是木星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)第(di)(di)四大(da)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing),在伽利略(lve)發(fa)現(xian)的(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)中離木星(xing)(xing)(xing)(xing)第(di)(di)二(er)近。木衛(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)比地(di)球(qiu)的(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)月(yue)球(qiu)稍微小一點(dian),直徑達到(dao)3100公里,是太陽(yang)系天體(ti)系統中的(de)(de)(de)第(di)(di)六(liu)大(da)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)和第(di)(di)十五大(da)天體(ti)。哈勃望(wang)遠(yuan)鏡的(de)(de)(de)觀察揭示出木衛(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)有一個含(han)氧的(de)(de)(de)稀薄(bo)大(da)氣(1e-11巴)。

太(tai)陽(yang)系中大約165顆衛(wei)(wei)星(xing)(xing)里只(zhi)知道(dao)有7顆衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)一、木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)二、木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三、木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)四、土衛(wei)(wei)二、土衛(wei)(wei)六和(he)海衛(wei)(wei)一)擁有大氣(qi)層。不像(xiang)地球的(de)大氣(qi)中的(de)氧(yang),木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)二的(de)氧(yang)并不是生物形成(cheng)的(de)。它最可能是由于太(tai)陽(yang)光中的(de)電荷粒子(zi)撞(zhuang)擊(ji)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)二的(de)冰質表面而產(chan)生水蒸氣(qi),然(ran)后分成(cheng)氫氣(qi)和(he)氧(yang)氣(qi)。氫氣(qi)脫離,留下了氧(yang)氣(qi)。

木(mu)(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)與(yu)(yu)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)一的(de)(de)組成與(yu)(yu)類地(di)行星相似:主要由(you)(you)硅酸鹽巖石組成。但(dan)是與(yu)(yu)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)一不同,木(mu)(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)其外(wai)層分布著厚度(du)達(da)100公(gong)里的(de)(de)冰層,由(you)(you)于其存在內部能(neng)量源,冰下深處或擁(yong)有液態(tai)水世界,該天體表面(mian)非常“光滑”,撞(zhuang)擊坑數量較(jiao)少,這說明(ming)“歐(ou)羅巴”星球(qiu)的(de)(de)地(di)質構(gou)造比(bi)較(jiao)活(huo)躍(yue),從伽利略(lve)號發(fa)回的(de)(de)數據(ju)表明(ming)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)有內部分層結構(gou),并可能(neng)有一個小型金(jin)屬(shu)內核。

2013年12月11日,美國(guo)NASA宣布(bu),木(mu)衛二表(biao)面(mian)發現(xian)黏(nian)土質礦物或可育成新生命(ming)。木(mu)衛二表(biao)面(mian)布(bu)滿了冰(bing)層,冰(bing)層溫度在零(ling)下26度左右冰(bing)層下有海(hai)洋,比地球最深的(de)海(hai)洋還要深96公里。

2016年9月26日消息,美國宇航局專家杰夫·尤德稱,木衛二的地(di)下海洋被(bei)認為(wei)是太陽系中(zhong)最有希(xi)望(wang)存有生命的地(di)方。

命名

木衛二由伽利略(lve)和馬里烏斯(Marius,Simon)于1610年發(fa)現,伽利略(lve)號還發(fa)現了(le)一(yi)些木衛二擁有微弱磁(ci)場(chang)的證據(相當于木衛三的四分之一(yi))。

木衛二(Europa):希臘神話中腓尼基(Phoenicia)公主歐羅巴(Europa),阿革諾(nuo)耳(Agenor)的(de)女兒(er)(er)。大神宙斯(si)(Zeus)化作(zuo)一(yi)頭白色的(de)公牛將其(qi)劫至(zhi)克里特島(Crete),并與她(ta)生(sheng)下了三(san)個兒(er)(er)子:彌諾(nuo)斯(si)(Minos)、拉達(da)曼堤斯(si)(Rhadamanthys)和薩耳佩冬(Sarpedon)。

歐(ou)羅(luo)巴(ba)是(shi)(shi)希臘(la)神話(hua)中(zhong)(zhong)的一位美麗的腓尼(ni)基公主,其他三顆伽利(li)略(lve)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星也被馬里烏斯(si)以希臘(la)神話(hua)人(ren)物(wu)分別命(ming)名(ming)為伊奧(Io,木(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)一)、蓋尼(ni)米德(Ganymede,木(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)三)和卡(ka)利(li)斯(si)托(tuo)(Callisto,木(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)四),這(zhe)四個人(ren)物(wu)皆以俊美著稱(cheng)。但是(shi)(shi)在20世紀中(zhong)(zhong)葉以前,相當長的一段時期內,這(zhe)一套命(ming)名(ming)并未被天文學家所(suo)認(ren)可。早期的文獻中(zhong)(zhong)多以位置(zhi)編(bian)號(hao)(hao)(hao)將“歐(ou)羅(luo)巴(ba)”稱(cheng)作(zuo)“木(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)二”。1892年發(fa)現了木(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)五,比(bi)之前已知的所(suo)有木(mu)星衛(wei)(wei)(wei)(wei)星都更靠內。1979年旅行者號(hao)(hao)(hao)探測器又發(fa)現了三顆內側(ce)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星,至此,“歐(ou)羅(luo)巴(ba)”的位置(zhi)排到了第六。盡管如此,編(bian)號(hao)(hao)(hao)名(ming)仍然承(cheng)襲下來,并偶有使用中(zhong)(zhong)文因對(dui)音等問題,亦通行以“木(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)二”指(zhi)稱(cheng)“Europa”。

特征

組成

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(cheng)。但是與木(mu)(mu)衛(wei)一(yi)不(bu)(bu)同,木(mu)(mu)衛(wei)二(er)有一(yi)個(ge)薄(bo)薄(bo)的(de)冰外殼。從伽利略號發回的(de)數據表明(ming)木(mu)(mu)衛(wei)二(er)有內部分(fen)層結構,并可(ke)能有一(yi)個(ge)小型金屬(shu)內核(he)。但是木(mu)(mu)衛(wei)二(er)的(de)表面不(bu)(bu)像一(yi)個(ge)內層太(tai)陽系的(de)東西,它(ta)極(ji)度(du)的(de)光滑:只(zhi)能看到極(ji)少(shao)的(de)數百米高的(de)地形。凸出(chu)的(de)記號看來只(zhi)是反照率特性或(huo)是一(yi)些不(bu)(bu)大(da)的(de)起伏。

外觀

木衛二的表面照片與地球海洋上的冰的照片相似。這可能是因為木衛二表(biao)面的冰以下(xia)有(you)一(yi)(yi)層液(ye)態(tai)的水,或許有(you)50千米深,由引(yin)潮力帶(dai)來的熱量保持(chi)液(ye)態(tai)。若假設成立,這將是除地球之(zhi)外(wai),太陽(yang)系中(zhong)唯一(yi)(yi)一(yi)(yi)個(ge)有(you)大量的液(ye)態(tai)水存在(zai)的地方(fang)。

木衛二(er)最醒(xing)目的(de)(de)外觀是(shi)遍布全球的(de)(de)一(yi)串串十字(zi)條紋。較大的(de)(de)一(yi)個向外擴散到淡色物(wu)質地帶(dai),長(chang)近20千米。最近的(de)(de)有關它(ta)們的(de)(de)起源理論(lun)是(shi):它(ta)們由(you)一(yi)連串火山(shan)噴出物(wu)或噴泉(quan)產(chan)生。

來(lai)自伽利略號(hao)兩(liang)次接(jie)近木(mu)(mu)衛(wei)二發回的(de)(de)(de)圖(tu)片看(kan)(kan)來(lai)驗證了(le)早期(qi)的(de)(de)(de)理論:木(mu)(mu)衛(wei)二上(shang)的(de)(de)(de)環(huan)形(xing)山很(hen)(hen)少,只(zhi)發現三(san)個(ge)直徑大于5千米的(de)(de)(de)環(huan)形(xing)山。這(zhe)表明它有(you)一個(ge)年(nian)輕(qing)又活躍(yue)的(de)(de)(de)表面(mian)。然而(er),旅行者號(hao)做了(le)一小部分的(de)(de)(de)表面(mian)高清晰度地圖(tu),木(mu)(mu)衛(wei)二的(de)(de)(de)表面(mian)精(jing)確年(nian)齡(ling)是一個(ge)懸而(er)未決問題。但一些活動很(hen)(hen)顯然正(zheng)在發生,有(you)些區域看(kan)(kan)來(lai)很(hen)(hen)像春(chun)天到來(lai)時兩(liang)極海(hai)洋(yang)處冰塊(kuai)融化的(de)(de)(de)情景(jing)。木(mu)(mu)衛(wei)二表面(mian)和內部的(de)(de)(de)確切(qie)性質(zhi)還不很(hen)(hen)清楚(chu),但有(you)一個(ge)表面(mian)“海(hai)洋(yang)”的(de)(de)(de)確切(qie)證據(ju)。

木衛(wei)二是太(tai)(tai)陽系中另一顆與(yu)眾不同的(de)(de)衛(wei)星。木衛(wei)二是太(tai)(tai)陽系中最(zui)明亮(liang)的(de)(de)一顆衛(wei)星,它之所以(yi)顯得(de)如此明亮(liang)是由(you)于它表面(mian)有一層厚厚的(de)(de)冰殼(ke),這層冰殼(ke)上布(bu)滿(man)了隕(yun)石撞擊(ji)坑(keng)和縱橫交錯的(de)(de)條紋(wen)。木衛(wei)二的(de)(de)內部很(hen)可(ke)(ke)能是非常活躍的(de)(de),在冰殼(ke)下面(mian)很(hen)可(ke)(ke)能隱(yin)藏(zang)了一個(ge)太(tai)(tai)陽系中最(zui)大的(de)(de)液(ye)態(tai)水海洋,這個(ge)海洋中極有可(ke)(ke)能存在著生命。

大氣

1994年,哈勃空間望遠鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)Goddard高解(jie)釋(shi)度光譜(pu)儀觀測到,木(mu)衛(wei)(wei)二的(de)(de)(de)(de)表面包裹著一層主要由氧構(gou)成的(de)(de)(de)(de)極其(qi)稀薄的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)氣(qi)(1地(di)表氣(qi)壓(ya)約1微(wei)帕)。在已知的(de)(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)系的(de)(de)(de)(de)所(suo)有(you)衛(wei)(wei)星當中只有(you)七顆具有(you)大(da)(da)氣(qi)層(其(qi)他六星為木(mu)衛(wei)(wei)一、木(mu)衛(wei)(wei)四、土衛(wei)(wei)二、木(mu)衛(wei)(wei)三、土衛(wei)(wei)六和海衛(wei)(wei)一)與地(di)球不(bu)同,木(mu)衛(wei)(wei)二大(da)(da)氣(qi)中的(de)(de)(de)(de)氧是(shi)非生物來源的(de)(de)(de)(de)。很可能(neng)是(shi)帶電粒(li)子的(de)(de)(de)(de)撞(zhuang)擊(ji)和陽(yang)光中的(de)(de)(de)(de)紫外線線的(de)(de)(de)(de)照射使木(mu)衛(wei)(wei)二表面冰層中部分水分子分解(jie)成氧和氫(qing),氫(qing)因原子量低(di)而逃逸,原子量相對較高的(de)(de)(de)(de)氧則被保留下來。

軌道

木(mu)衛(wei)二與木(mu)星(xing)(xing)之間的(de)(de)(de)(de)(de)平均距離為670,900千(qian)米,公轉一周只(zhi)須三天半(ban)的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)間。它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)軌道十分接近正(zheng)圓(yuan),偏心率僅0.009。跟其(qi)他的(de)(de)(de)(de)(de)伽利略衛(wei)星(xing)(xing)一樣,木(mu)衛(wei)二也(ye)被潮汐鎖(suo)定(ding),因而有(you)一個半(ban)球永遠朝向木(mu)星(xing)(xing)。由木(mu)星(xing)(xing)和(he)其(qi)他衛(wei)星(xing)(xing)不同(tong)方(fang)向的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)力牽引所轉化成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)熱和(he)能量為有(you)可(ke)能發生的(de)(de)(de)(de)(de),冰層內(nei)部液化成(cheng)海洋,以及驅動表層下的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)質(zhi)運動提供了必要的(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)件。

地質結構

木衛(wei)(wei)二(er)的(de)(de)(de)(de)主體構成與(yu)類地行星相(xiang)(xiang)似(si),即主要由硅酸鹽巖石構成。它的(de)(de)(de)(de)表(biao)面由水覆蓋(gai),據推測(ce)厚可(ke)達上(shang)(shang)百千米(上(shang)(shang)層為凍結(jie)的(de)(de)(de)(de)冰(bing)殼,冰(bing)殼下是液態(tai)的(de)(de)(de)(de)海洋(yang)),1995到(dao)2003年期(qi)間環繞木星進行科學考查的(de)(de)(de)(de)伽利略號飛(fei)船所采(cai)集到(dao)的(de)(de)(de)(de)磁場(chang)數據表(biao)明,木衛(wei)(wei)二(er)在木星磁場(chang)的(de)(de)(de)(de)影響下自身能夠產生一(yi)(yi)個感應磁場(chang),這一(yi)(yi)發(fa)現暗(an)示著,其表(biao)層內部很可(ke)能存在與(yu)咸水海洋(yang)相(xiang)(xiang)似(si)的(de)(de)(de)(de)傳導層,木衛(wei)(wei)二(er)可(ke)能還有一(yi)(yi)個金屬性(xing)的(de)(de)(de)(de)鐵核。

表面特征

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)些地區也可以觀測(ce)到接近一公里的(de)落差。木衛二是太陽(yang)系(xi)中最光滑的(de)天體。它那些顯眼的(de)縱橫交錯的(de)紋路,也就(jiu)是所謂的(de)返照特色,是由低淺的(de)地形所造成。由于撞擊(ji)坑非常少,木衛二是返照率最高的(de)衛星(xing)之(zhi)一。這也暗示了它的(de)表(biao)面(mian)是相(xiang)當“年輕”和“活躍”的(de);基于對木衛二可能(neng)經受的(de)彗(hui)星(xing)撞擊(ji)頻度的(de)估(gu)算,它的(de)“表(biao)面(mian)”年齡大概在(zai)2千(qian)萬到1億八千(qian)萬年之(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(qiang)大(da)的(de)(de)(de)潮汐(xi)壓力(li)(li)所造成(cheng);由于(yu)木(mu)衛二(er)(er)已(yi)被潮汐(xi)鎖定,它(ta)總是(shi)保(bao)持一(yi)個方(fang)向對(dui)著木(mu)星(xing)(xing),固(gu)定的(de)(de)(de)壓力(li)(li)模式(shi)應該可以(yi)形成(cheng)特(te)定的(de)(de)(de)可預測的(de)(de)(de)破例式(shi)樣(yang)。然而(er)在木(mu)衛二(er)(er)表(biao)面上(shang)只有新近(jin)出現的(de)(de)(de)裂(lie)痕(hen)才符合(he)預測的(de)(de)(de)式(shi)樣(yang),其(qi)他(ta)的(de)(de)(de)裂(lie)痕(hen)可以(yi)向各個方(fang)向延伸,年代(dai)越(yue)久遠的(de)(de)(de)就越(yue)是(shi)如(ru)此。一(yi)個較(jiao)合(he)邏(luo)輯的(de)(de)(de)解釋是(shi),木(mu)衛二(er)(er)其(qi)表(biao)層(ceng)的(de)(de)(de)自轉速(su)度要略快于(yu)其(qi)內(nei)部(bu)(bu),冰(bing)面下的(de)(de)(de)海洋將外殼與更下層(ceng)的(de)(de)(de)地幔分隔開,冰(bing)殼在木(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)重(zhong)力(li)(li)牽扯下被撕裂(lie)。對(dui)比旅行(xing)者號(hao)和(he)伽利(li)略號(hao)拍攝的(de)(de)(de)照片可測算出,大(da)約每10,000年木(mu)衛二(er)(er)的(de)(de)(de)外殼會(hui)比其(qi)內(nei)部(bu)(bu)多自轉一(yi)周(zhou)。

木衛二另一(yi)個顯(xian)著(zhu)的(de)(de)特征就(jiu)是(shi)遍(bian)布四野的(de)(de)或(huo)大或(huo)小或(huo)圓或(huo)橢(tuo)的(de)(de)暗(an)斑(ban)(ban)(ban),拉丁文作lenticulae,義為(wei)“雀斑(ban)(ban)(ban)”。這些(xie)暗(an)斑(ban)(ban)(ban)有(you)(you)的(de)(de)突(tu)起如(ru)穹有(you)(you)的(de)(de)凹陷如(ru)坑(keng)有(you)(you)的(de)(de)平坦如(ru)鏡,也有(you)(you)的(de)(de)紋理紛(fen)糅粗糙(cao)。突(tu)起的(de)(de)小丘多頂(ding)部平整,顯(xian)見著(zhu)原(yuan)本是(shi)與(yu)周(zhou)遭(zao)的(de)(de)平原(yuan)一(yi)體(ti),受推(tui)擠上抬而(er)形成。據(ju)推(tui)想(xiang),暗(an)斑(ban)(ban)(ban)的(de)(de)形成是(shi)下層溫度較高的(de)(de)“暖冰”在透(tou)(tou)刺(diapir)作用下向上涌升而(er)穿透(tou)(tou)表(biao)層的(de)(de)“寒冰”所致,其運動機理與(yu)(地球)地殼內部的(de)(de)熔巖窨(magma chamber)相似。光滑的(de)(de)暗(an)斑(ban)(ban)(ban)是(shi)“暖冰”沖破表(biao)殼時有(you)(you)融水滲出(chu)所造成,那些(xie)粗糙(cao)雜錯的(de)(de)斑(ban)(ban)(ban)痕(又被稱作“混(hun)沌(dun)”(chaos)區域(yu),如(ru)康納馬拉混(hun)沌(dun))是(shi)由大量(liang)細(xi)小的(de)(de)表(biao)殼碎片鑲嵌(qian)在暗(an)色的(de)(de)圓丘中所構成,就(jiu)像是(shi)極(ji)地海洋中漂(piao)浮的(de)(de)冰山(地球)。

冰下海洋

木衛二的表面溫度在赤道地區平均為110K(-163℃),兩(liang)極(ji)更低,只有50K(-223℃),所以(yi)表(biao)面的(de)(de)水(shui)是永(yong)久凍結的(de)(de)。但是潮(chao)(chao)汐力所提供的(de)(de)熱能可能會使(shi)表(biao)面冰層以(yi)下的(de)(de)水(shui)保(bao)持液態。這個猜想最初由(you)針對潮(chao)(chao)汐熱的(de)(de)一系列推(tui)測(ce)所引發(略為偏心的(de)(de)軌(gui)道和木衛(wei)二與其他(ta)伽利略衛(wei)星(xing)之間的(de)(de)軌(gui)道共振所產(chan)生的(de)(de)后果(guo))。

據推測木衛二的(de)地形(xing)特征(zheng)意味著冰下海洋(yang)的(de)存在。有(you)學(xue)者將木衛二表(biao)面極富特色的(de)混亂地帶解釋為(wei)(wei)(wei)下層海水(shui)滲(shen)出(chu)地表(biao)而造成。但是(shi)這一(yi)解釋爭(zheng)議極大(da),多數對木衛二進行研(yan)究的(de)地質學(xue)家更傾向于支(zhi)持一(yi)個被稱作“厚冰”模(mo)型的(de)理論,他(ta)們認為(wei)(wei)(wei)即便存在這樣的(de)海洋(yang),也幾乎(hu)不(bu)可能對表(biao)面造成直接的(de)影(ying)響。對冰殼厚度的(de)估算也存在相當大(da)的(de)分歧,有(you)認為(wei)(wei)(wei)是(shi)幾千米(mi)的(de),也有(you)認為(wei)(wei)(wei)是(shi)數十千米(mi)的(de)。

如(ru)果(guo)身處(chu)木(mu)星的(de)(de)衛(wei)(wei)星木(mu)衛(wei)(wei)二,可(ke)以看到高達200千(qian)米的(de)(de)壯(zhuang)觀噴泉。這可(ke)能是(shi)木(mu)衛(wei)(wei)二冰(bing)凍表面下隱藏著一個巨大海(hai)洋的(de)(de)最好證(zheng)據。美(mei)國(guo)和(he)德(de)國(guo)研究人員2013年12月12日在(zai)《科學(xue)》雜志(zhi)上報(bao)告說(shuo),他們利用哈勃(bo)太空望(wang)遠鏡于(yu)2012年11月和(he)12月以及1999年所(suo)拍攝(she)的(de)(de)圖像,確定(ding)在(zai)木(mu)衛(wei)(wei)二南半球的(de)(de)兩個不同區域(yu)有(you)著過多的(de)(de)氫(qing)和(he)氧(yang)(yang),而解釋(shi)只有(you)一個,那就是(shi)這些氫(qing)和(he)氧(yang)(yang)是(shi)從木(mu)衛(wei)(wei)二噴射出來的(de)(de)水被電解而來。

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)(wei)(wei)二距離木(mu)星(xing)最遠處出現,在(zai)最接近木(mu)星(xing)時消失,研究(jiu)人員推測,木(mu)星(xing)對(dui)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二的潮汐引力發揮了重要作(zuo)用,它(ta)可(ke)能導(dao)致木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二表面冰層(ceng)在(zai)最遠點時出現裂縫,而(er)噴(pen)泉就從這些裂縫中噴(pen)射而(er)出,當到達木(mu)星(xing)近點,這些裂縫則逐漸閉合。噴(pen)泉的出現說明(ming)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二冰凍(dong)表層(ceng)的部(bu)分(fen)區域可(ke)能很(hen)容易被內部(bu)的海洋(yang)“突破(po)”,而(er)這對(dui)將來探索(suo)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二是(shi)否宜居具有重要意義(yi)。因為(wei)這種間歇性(xing)的噴(pen)泉會將木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二表面和深層(ceng)的物質噴(pen)向高空,將來研究(jiu)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二成分(fen)就無需在(zai)冰層(ceng)上(shang)鉆(zhan)孔(kong)。

木(mu)衛二(er)上(shang)的(de)噴泉(quan)可(ke)能類似于土(tu)星(xing)的(de)衛星(xing)土(tu)衛二(er)上(shang)的(de)噴泉(quan),土(tu)衛二(er)上(shang)的(de)噴泉(quan)是從(cong)非(fei)常狹窄的(de)裂隙中(zhong)逃逸出的(de)高壓水汽(qi)排放(fang)所(suo)致(zhi)。不(bu)過木(mu)衛二(er)上(shang)的(de)重力比土(tu)衛二(er)大12倍(bei),因(yin)而木(mu)衛二(er)的(de)噴泉(quan)不(bu)會像(xiang)土(tu)衛二(er)那樣(yang)大部分逃逸到太空中(zhong),而是噴發到201千米的(de)高度時落回(hui)木(mu)衛二(er)表(biao)面。

長久以來,許多科學家認(ren)為木(mu)衛(wei)二(er)是太陽系中除地球(qiu)(qiu)外最有(you)(you)可(ke)能(neng)存在(zai)生命的星球(qiu)(qiu),這是因為在(zai)木(mu)衛(wei)二(er)表面冰層(ceng)下隱藏著一個(ge)巨(ju)大海洋,而有(you)(you)液態(tai)水就有(you)(you)可(ke)能(neng)存在(zai)生命。美國航天局2013年12月11日(ri)還宣布(bu),在(zai)木(mu)衛(wei)二(er)表面首次發現(xian)了(le)黏土型礦物,這意味(wei)著木(mu)衛(wei)二(er)可(ke)能(neng)存在(zai)對形成(cheng)生命至關重(zhong)要(yao)的有(you)(you)機物。

撞擊坑

木衛二表面為數不多的(de)(de)(de)(de)幾個(ge)大(da)形的(de)(de)(de)(de)撞擊坑(keng)就(jiu)是支持“厚冰(bing)”模型(xing)的(de)(de)(de)(de)最佳證據。最大(da)的(de)(de)(de)(de)一個(ge)撞擊坑(keng)被若(ruo)干(gan)同心圓圈所(suo)環(huan)繞(rao),坑(keng)內被新鮮的(de)(de)(de)(de)冰(bing)填充得相當平整。以此為基礎再結(jie)合(he)對潮(chao)汐力所(suo)生成的(de)(de)(de)(de)熱能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)估算,所(suo)推測出冰(bing)殼厚度在(zai)10到(dao)30千米之(zhi)間,這就(jiu)意(yi)味著冰(bing)下的(de)(de)(de)(de)海(hai)洋可(ke)能(neng)(neng)深達100千米。

伽利略號軌(gui)道飛行器還觀測到,木(mu)衛二在通過(guo)木(mu)星巨大的(de)(de)(de)(de)磁場時自(zi)身(shen)會(hui)產(chan)生一(yi)(yi)個強(qiang)度呈(cheng)周期性變化的(de)(de)(de)(de)弱磁場(其強(qiang)度與木(mu)衛四接近,約為(wei)木(mu)衛三磁場的(de)(de)(de)(de)四分之一(yi)(yi))。有猜測認(ren)為(wei),冰下(xia)咸水海洋(yang)中的(de)(de)(de)(de)極性離子(zi)是該磁場的(de)(de)(de)(de)成因。另有光譜分析的(de)(de)(de)(de)證據表(biao)明,木(mu)衛二表(biao)面裂痕(hen)中微顯淡紅(hong)色的(de)(de)(de)(de)物(wu)質有可(ke)能是從(cong)冰下(xia)滲出的(de)(de)(de)(de)海水揮發后沉(chen)積(ji)下(xia)來的(de)(de)(de)(de)鹽(比如硫(liu)(liu)酸(suan)鎂),硫(liu)(liu)化氫也是這一(yi)(yi)現象的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)個合(he)理的(de)(de)(de)(de)解釋(shi)。但是,由于(yu)這兩種物(wu)質的(de)(de)(de)(de)純凈物(wu)都是無色或白(bai)色的(de)(de)(de)(de),別的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)些物(wu)質也被用于(yu)解釋(shi)淡紅(hong)色的(de)(de)(de)(de)成因,比如含有硫(liu)(liu)磺的(de)(de)(de)(de)混合(he)物(wu)等(deng)。

冰火山

木(mu)(mu)衛(wei)二(er)的(de)(de)(de)質量太小,以(yi)至于(yu)木(mu)(mu)星(xing)的(de)(de)(de)其(qi)他衛(wei)星(xing)的(de)(de)(de)引力(li)嚴重影響(xiang)到它。在木(mu)(mu)星(xing)和(he)木(mu)(mu)星(xing)其(qi)他衛(wei)星(xing)的(de)(de)(de)引力(li)牽引下,在木(mu)(mu)衛(wei)二(er)上出現了潮(chao)汐摩擦力(li),使木(mu)(mu)衛(wei)二(er)升溫,從而使冰(bing)和(he)液(ye)態(tai)水(shui)從木(mu)(mu)衛(wei)二(er)表面噴發,場(chang)面非常壯(zhuang)觀(guan)。就像(xiang)地球(qiu)上的(de)(de)(de)火(huo)山(shan)那樣,只(zhi)不過,木(mu)(mu)衛(wei)二(er)上的(de)(de)(de)冰(bing)火(huo)山(shan)噴發的(de)(de)(de)是冰(bing)和(he)液(ye)態(tai)水(shui)。

冰川

木星的(de)(de)(de)(de)第(di)一顆(ke)衛(wei)(wei)星上(shang)有火山,而第(di)二(er)(er)(er)(er)顆(ke)衛(wei)(wei)星木衛(wei)(wei)二(er)(er)(er)(er)上(shang)卻有冰(bing)(bing)(bing)川,與木衛(wei)(wei)一截然(ran)相反,這(zhe)使(shi)科學(xue)家們(men)感到困惑(huo)不(bu)解。木衛(wei)(wei)二(er)(er)(er)(er)是一個(ge)寧靜的(de)(de)(de)(de)世(shi)界。它(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)地(di)(di)勢非常(chang)平(ping)坦(tan)(tan),最高(gao)的(de)(de)(de)(de)丘(qiu)陵才(cai)50米。它(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)表面覆蓋著一層晶瑩剔透的(de)(de)(de)(de)冰(bing)(bing)(bing)層。科學(xue)家收(shou)到了(le)(le)宇宙探測器“旅行者”2號發(fa)回的(de)(de)(de)(de)照(zhao)片,通(tong)過研究,推測木衛(wei)(wei)二(er)(er)(er)(er)有一個(ge)帶(dai)冰(bing)(bing)(bing)殼(ke)的(de)(de)(de)(de)固體核心,而且(qie)在冰(bing)(bing)(bing)殼(ke)和核心之間(jian),可能有一層液態水(shui)。正是這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)構造,形(xing)成了(le)(le)木衛(wei)(wei)二(er)(er)(er)(er)平(ping)坦(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)地(di)(di)形(xing),并使(shi)它(ta)(ta)承(cheng)受了(le)(le)隕石(shi)以及(ji)小行星的(de)(de)(de)(de)撞擊(ji)而不(bu)變形(xing)。天文學(xue)家史蒂文森(sen)等(deng)人計算(suan)了(le)(le)木衛(wei)(wei)二(er)(er)(er)(er)的(de)(de)(de)(de)熱耗散(san),證(zheng)實(shi)在核心和冰(bing)(bing)(bing)殼(ke)之間(jian)確實(shi)存(cun)在一個(ge)液態水(shui)層。他(ta)們(men)通(tong)過幾種(zhong)不(bu)同模式的(de)(de)(de)(de)實(shi)驗(yan),得出了(le)(le)木衛(wei)(wei)二(er)(er)(er)(er)在25千米深的(de)(de)(de)(de)冰(bing)(bing)(bing)層下(xia)(xia),存(cun)在著一個(ge)地(di)(di)下(xia)(xia)海(hai)洋的(de)(de)(de)(de)結論。

海洋

美國航宇局伽利略(lve)號木(mu)星探(tan)測器最(zui)(zui)新(xin)發回(hui)的(de)(de)(de)圖(tu)像(xiang)表(biao)明,木(mu)星的(de)(de)(de)衛星木(mu)星二(er)(er)上有(you)大量的(de)(de)(de)液(ye)態水(shui),它表(biao)面上的(de)(de)(de)冰(bing)幔只有(you)1~2公里厚,并有(you)內部火(huo)山熱源存(cun)(cun)(cun)在(zai)。這是(shi)迄(qi)今(jin)為(wei)止關于某個(ge)地(di)外天體上有(you)液(ye)態水(shui)存(cun)(cun)(cun)在(zai)的(de)(de)(de)最(zui)(zui)強有(you)力的(de)(de)(de)證(zheng)據,也增大了人們(men)搜(sou)尋到地(di)外生命(ming)的(de)(de)(de)可能(neng)性(xing)。如(ru)果木(mu)衛二(er)(er)真如(ru)科(ke)學(xue)家(jia)們(men)設(she)想的(de)(de)(de)那(nei)樣還存(cun)(cun)(cun)在(zai)著有(you)機化(hua)合物(wu),那(nei)么它就滿足了生命(ming)存(cun)(cun)(cun)在(zai)的(de)(de)(de)條件。

伽利略探測器(qi)在(zai)離木衛(wei)(wei)二僅586公(gong)(gong)里處飛過時拍攝的(de)照(zhao)片顯示,似乎有(you)(you)是一些冰山漂浮在(zai)被冰覆蓋的(de)海面上。這些冰山最大的(de)有(you)(you)13公(gong)(gong)里寬,可以明(ming)顯地看出是從帶(dai)溝槽(cao)的(de)地帶(dai)上斷(duan)裂下來的(de)。科學家們(men)對于(yu)(yu)照(zhao)片上的(de)特(te)征與(yu)地球北極區照(zhao)片的(de)相似程度(du)感(gan)到吃驚。伽利略早先發(fa)回的(de)圖像曾表明(ming)木衛(wei)(wei)二有(you)(you)表面運動現象,但運動特(te)征的(de)尺(chi)度(du)約有(you)(you)80公(gong)(gong)里,可能歸結于(yu)(yu)無液(ye)體(ti)參與(yu)的(de)板塊運動。這次(ci)發(fa)現的(de)冰山是漂浮在(zai)液(ye)體(ti)上,而(er)不是在(zai)具(ju)有(you)(you)可延性的(de)地幔上。

從冰山(shan)投下的陰影可以算(suan)出它們比周圍的冰海(hai)高(gao)出100~200米。假定同地球上一樣,冰的密(mi)度比液(ye)態水低約10%,那(nei)么冰山(shan)約90%的部分應在冰面以下。這就是說(shuo),冰山(shan)的厚度應在1~2公里。

在(zai)照片(pian)上這片(pian)凍結(jie)的(de)(de)海面上只找到了兩處(chu)撞擊坑(keng),說明這里的(de)(de)形成(cheng)年(nian)代可(ke)能(neng)(neng)還不到100萬年(nian)。這增加了這片(pian)區域是(shi)新(xin)形成(cheng)的(de)(de)、還存在(zai)液(ye)態水的(de)(de)可(ke)能(neng)(neng)性,而且這種現(xian)象(xiang)在(zai)木(mu)衛(wei)二(er)的(de)(de)其它(ta)地方可(ke)能(neng)(neng)也存在(zai)。新(xin)發現(xian)的(de)(de)證據(ju)表(biao)明,木(mu)衛(wei)二(er)的(de)(de)整個(ge)(ge)表(biao)面年(nian)輕幾個(ge)(ge)數量級。估計是(shi)利用分辨率不足1公里的(de)(de)大(da)范(fan)圍圖(tu)像,根據(ju)大(da)型撞擊坑(keng)(直徑約10公里左右)的(de)(de)數目做(zuo)出(chu)的(de)(de),但某些這種“撞擊”坑(keng)的(de)(de)近視(shi)圖(tu)像顯示(shi)它(ta)們實際上是(shi)由木(mu)衛(wei)二(er)內部現(xian)象(xiang)引起(qi)的(de)(de)表(biao)面再造(zao)過程形成(cheng)的(de)(de)。例如,在(zai)70米分辨率的(de)(de)近視(shi)圖(tu)像上看得很清(qing)楚(chu)的(de)(de)一(yi)個(ge)(ge)多邊形凹陷在(zai)大(da)范(fan)圍圖(tu)像上就被錯認為是(shi)一(yi)處(chu)撞擊坑(keng)。

高分辨率還使(shi)得研究人員能夠數(shu)出(chu)數(shu)量較(jiao)多(duo)的(de)小型撞擊(ji)坑(直徑(jing)0.1~1公里)的(de)數(shu)目,這(zhe)些數(shu)據使(shi)撞擊(ji)坑尺寸(cun)/密度分布比按10億年表面壽命估計的(de)數(shu)值低3個數(shu)量級。這(zhe)意(yi)味著該衛星(xing)(xing)的(de)某些區域比原來估計的(de)年齡(ling)低1000倍。要把撞擊(ji)坑數(shu)目轉化為木星(xing)(xing)表面年齡(ling)數(shu)據不(bu)是(shi)件容易的(de)事,原因是(shi)人們對木星(xing)(xing)附(fu)近流星(xing)(xing)通(tong)過量的(de)了解不(bu)像對地(di)球附(fu)近那樣(yang)充分。

地下鹽湖

美(mei)國宇航局發現在木(mu)星的衛星——木(mu)衛二的冰層(ceng)下方(fang)存在一個巨(ju)大的咸水(shui)湖泊,其水(shui)量(liang)(liang)大致相當于北美(mei)地區著名的五大湖的水(shui)量(liang)(liang)總和。

這個(ge)新發(fa)(fa)現的(de)湖泊(bo)位于木衛(wei)二的(de)地表冰層下方大(da)約(yue)3公里處,它代表了(le)太陽系中人(ren)類發(fa)(fa)現的(de)最(zui)新一處潛在的(de)生(sheng)命(ming)孕育所,同(tong)時也被認為是除了(le)地球之外(wai)太陽系中最(zui)適合生(sheng)命(ming)生(sheng)存的(de)環境之一。

科(ke)學(xue)家(jia)利(li)用伽(jia)利(li)略(lve)號(hao)探測(ce)器拍攝的(de)(de)圖(tu)像(xiang)(xiang)與地(di)(di)球上高(gao)緯度(du)冰山(shan)漂浮地(di)(di)區(qu)和冰蓋(gai)地(di)(di)區(qu)圖(tu)像(xiang)(xiang)進(jin)(jin)行對比分(fen)析(xi),初步證(zheng)實“混雜地(di)(di)貌(mao)”(由伽(jia)利(li)略(lve)號(hao)探測(ce)器所拍攝的(de)(de)圖(tu)像(xiang)(xiang)上那些(xie)曾經讓(rang)人困惑的(de)(de)兩(liang)個大致呈現圓形,似乎崎(qi)嶇不平的(de)(de)區(qu)域)是漂浮的(de)(de)冰山(shan)相互碰撞形成的(de)(de)無規(gui)則聚合體,但是要(yao)想進(jin)(jin)一(yi)步確認這一(yi)發現,科(ke)學(xue)家(jia)們(men)還需(xu)要(yao)更加詳盡的(de)(de)數(shu)據,這就需(xu)要(yao)借助攜(xie)帶(dai)有(you)能夠(gou)穿(chuan)透(tou)冰層雷達(da)的(de)(de)探測(ce)器進(jin)(jin)行近(jin)距離觀察。美(mei)國宇航局正在考(kao)慮在2022年之(zhi)前發射一(yi)艘(sou)這樣的(de)(de)飛船,攜(xie)帶(dai)專(zhuan)門設備抵近(jin)木衛二展開(kai)考(kao)察。

木衛(wei)二的(de)(de)冰(bing)層(ceng)(ceng)下方可(ke)能(neng)(neng)(neng)還存(cun)在(zai)更多(duo)其(qi)它(ta)未(wei)被發現的(de)(de)湖(hu)泊。考慮到這些冰(bing)下湖(hu)的(de)(de)上覆冰(bing)層(ceng)(ceng)在(zai)某些地區可(ke)能(neng)(neng)(neng)比較薄,厚度僅有數十米,這就為未(wei)來(lai)探尋這些湖(hu)泊中潛在(zai)的(de)(de)生命跡象提(ti)供了很大的(de)(de)便利。這種(zhong)較小的(de)(de)冰(bing)層(ceng)(ceng)厚度可(ke)能(neng)(neng)(neng)意(yi)味著(zhu)未(wei)來(lai)或許將有更多(duo)的(de)(de)機會可(ke)以(yi)在(zai)這里著(zhu)陸,并獲得(de)來(lai)自這些冰(bing)下湖(hu)的(de)(de)沉積取樣(yang)用以(yi)研究。

光滑解釋

木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)(er)(er)是(shi)(shi)不是(shi)(shi)像(xiang)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)一(yi)一(yi)般被引潮力“摩擦”加熱?多(duo)少程度?是(shi)(shi)不是(shi)(shi)在(zai)冰(bing)下(xia)隱(yin)藏了什么(me)火(huo)山作用呢?據英(ying)國有關媒體(ti)報道稱,為(wei)了更深入地研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)這(zhe)顆木(mu)星的(de)(de)(de)天然衛(wei)(wei)(wei)星,科(ke)學(xue)(xue)家(jia)(jia)們(men)還計(ji)劃發(fa)射探測(ce)器(qi)(qi)前往木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)(er)(er)進行(xing)近距離觀測(ce)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)。科(ke)學(xue)(xue)家(jia)(jia)們(men)之(zhi)所以對木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)(er)(er)存在(zai)著濃(nong)厚的(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)興(xing)趣,是(shi)(shi)因為(wei)他們(men)認為(wei)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)(er)(er)厚密(mi)的(de)(de)(de)冰(bing)層(ceng)底(di)下(xia)存在(zai)著大量的(de)(de)(de)液(ye)態水(shui)。美國科(ke)學(xue)(xue)家(jia)(jia)們(men)繪(hui)制出(chu)的(de)(de)(de)這(zhe)張(zhang)(zhang)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)(er)(er)地質(zhi)圖將幫助科(ke)學(xue)(xue)家(jia)(jia)們(men)更多(duo)地了解這(zhe)顆衛(wei)(wei)(wei)星的(de)(de)(de)地質(zhi)演(yan)化史和確定今后對其進行(xing)深入研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)的(de)(de)(de)基本方向(xiang)。這(zhe)張(zhang)(zhang)地質(zhi)圖是(shi)(shi)科(ke)學(xue)(xue)家(jia)(jia)們(men)依據“伽利(li)略”號(hao)和“旅行(xing)者2號(hao)”探測(ce)器(qi)(qi)獲取(qu)的(de)(de)(de)資料(liao)繪(hui)制的(de)(de)(de)。

眾(zhong)所(suo)周(zhou)知,1998年-2003年,“伽利略”號(hao)和“旅行者2號(hao)“分(fen)別對(dui)(dui)木(mu)星及其衛星進行了較近距離的(de)探測研究。根(gen)據(ju)獲取的(de)資(zi)(zi)料科(ke)學(xue)家們推(tui)斷(duan)稱(cheng),木(mu)衛二表(biao)面的(de)地質歷史相對(dui)(dui)年輕但富于變化,同時(shi)木(mu)衛二上(shang)很(hen)少有火山活(huo)動。它上(shang)面存在的(de)諸(zhu)多(duo)巨型裂(lie)谷很(hen)可能是(shi)(shi)木(mu)星強(qiang)大的(de)引(yin)力所(suo)致。據(ju)亞利桑那大學(xue)行星地質學(xue)教研室主任勞恩-格里利表(biao)示,繪制木(mu)衛二地質圖最大的(de)困難在于科(ke)學(xue)家們是(shi)(shi)否信任探測器發(fa)回的(de)有關探測資(zi)(zi)料。

“旅行者-2”號探測器(qi)所拍(pai)攝的(de)(de)(de)(de)木衛(wei)二(er)(er)(er)表面(mian)照片清晰度(du)為每像(xiang)素(su)2公(gong)里(li)。而“伽(jia)利略”號在(zai)圍(wei)繞木星及其衛(wei)星飛(fei)(fei)行時(shi)(shi)所拍(pai)攝的(de)(de)(de)(de)照片清晰度(du)可(ke)達(da)每像(xiang)素(su)12.6-0.23公(gong)里(li)。在(zai)繪制這張木衛(wei)二(er)(er)(er)地(di)質(zhi)圖時(shi)(shi)科(ke)學家(jia)(jia)(jia)們綜合了這兩(liang)枚(mei)探測器(qi)提(ti)供的(de)(de)(de)(de)數據資(zi)料。認為木衛(wei)二(er)(er)(er)上(shang)(shang)存在(zai)有(you)(you)關生(sheng)(sheng)命的(de)(de)(de)(de)科(ke)學家(jia)(jia)(jia)們還持有(you)(you)這樣的(de)(de)(de)(de)觀點,木衛(wei)二(er)(er)(er)擁有(you)(you)生(sheng)(sheng)命誕生(sheng)(sheng)所必需(xu)的(de)(de)(de)(de)一(yi)切條(tiao)件,那就是(shi)它上(shang)(shang)面(mian)存在(zai)著(zhu)液態水(shui)(shui)(shui)、豐富的(de)(de)(de)(de)能(neng)源(yuan)(主要指木星的(de)(de)(de)(de)強(qiang)大引力)和(he)(he)有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)化合物(wu)。如果木衛(wei)二(er)(er)(er)上(shang)(shang)真存在(zai)生(sheng)(sheng)命,那么這些(xie)生(sheng)(sheng)命將類似于地(di)球深海(hai)熱水(shui)(shui)(shui)條(tiao)件下(xia)生(sheng)(sheng)存的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)體。2015年后科(ke)學家(jia)(jia)(jia)們將向木星及其衛(wei)星發(fa)射(she)一(yi)枚(mei)專門的(de)(de)(de)(de)探測器(qi)。勞(lao)恩-格里(li)利和(he)(he)來(lai)自(zi)美國局噴氣推進實(shi)驗室的(de)(de)(de)(de)羅伯(bo)特(te)-帕帕拉爾多將率領數十(shi)名(ming)天文專家(jia)(jia)(jia)來(lai)研(yan)(yan)究如何去(qu)探測木星系統,包括探測器(qi)沿怎樣的(de)(de)(de)(de)飛(fei)(fei)行軌道飛(fei)(fei)行、將搭載哪些(xie)科(ke)研(yan)(yan)儀器(qi)和(he)(he)設(she)備等(deng)。科(ke)學家(jia)(jia)(jia)們還希望(wang)向木衛(wei)二(er)(er)(er)發(fa)射(she)一(yi)枚(mei)配(pei)備有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)器(qi)人的(de)(de)(de)(de)探測器(qi),以便于能(neng)夠深入木衛(wei)二(er)(er)(er)冰層以下(xia)研(yan)(yan)究其地(di)下(xia)水(shui)(shui)(shui)。不(bu)過,這一(yi)想法實(shi)施(shi)起來(lai)非(fei)常困難,因為木衛(wei)二(er)(er)(er)表面(mian)覆蓋的(de)(de)(de)(de)冰層可(ke)能(neng)達(da)20公(gong)里(li)厚。

據英國科(ke)學家們約(yue)翰-扎爾(er)涅茨基稱,欲(yu)研究木衛(wei)二必(bi)須(xu)得先發射(she)軌(gui)道探測器(qi)以探知冰層以下到底是什么,然后(hou)再(zai)利(li)用(yong)其(qi)它探測器(qi)去探個究竟(jing)。

木衛二表面以下發現液態水

科學家們發現木(mu)(mu)衛(wei)二(er)的(de)極(ji)(ji)地旋(xuan)轉軸偏移了近90度,像這(zhe)樣的(de)極(ji)(ji)端變化(hua)表明(ming)在木(mu)(mu)星(xing)冰殼表面(mian)之下蘊藏著液態海洋,這(zhe)將進(jin)一步(bu)說(shuo)明(ming)木(mu)(mu)衛(wei)二(er)很可能孕育(yu)著地外生命(ming)體(ti)。這(zhe)項研(yan)究是由卡(ka)內基研(yan)究所(suo)、月球和行(xing)星(xing)研(yan)究協會和加州大學圣克(ke)魯茲分(fen)校的(de)科學家聯合(he)負責(ze)的(de),該研(yan)究報告發表在《自然》雜(za)志(zhi)上(shang)。

卡內(nei)基研(yan)究所地(di)磁部的伊薩姆(mu)氰禚蘇亞(ya)馬是該聯合(he)研(yan)究小組成員之一(yi),他使(shi)用“航行者”號(hao)(hao)、“伽利(li)略(lve)”號(hao)(hao)和(he)“新地(di)平線”號(hao)(hao)宇宙(zhou)飛(fei)船拍(pai)攝的圖片繪制了木衛二表面上直(zhi)徑超過500公(gong)里的大型弧狀盆地(di)。據(ju)悉,木衛二的半徑為1500公(gong)里,略(lve)微地(di)比月球要小一(yi)些。

通(tong)過對比木(mu)衛二極地旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)軸(zhou)偏(pian)移(yi)施壓形成的盆地斷裂地形特(te)征,研究人員(yuan)測(ce)量極地旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)軸(zhou)偏(pian)移(yi)了80多(duo)度,之前(qian)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)軸(zhou)位于(yu)當前(qian)赤道旁10度左右(you)位置(zhi)。

木衛(wei)二極地(di)旋轉(zhuan)軸(zhou)猛烈(lie)的(de)偏移很(hen)可能(neng)是由于極地(di)表面以下存在(zai)著厚厚的(de)冰層。馬(ma)特(te)蘇亞(ya)馬(ma)說,“旋轉(zhuan)體(ti)需要在(zai)最大程度(du)的(de)旋轉(zhuan)軸(zhou)變化(hua)基礎上尋求穩定平衡。對于木衛(wei)二而言(yan),其外殼的(de)厚度(du)不一致(zhi)(zhi)將導致(zhi)(zhi)很(hen)大程度(du)上的(de)不平衡,因此木衛(wei)二在(zai)運行中必(bi)須改變旋轉(zhuan)軸(zhou)尋求新的(de)穩定狀態。”

像這樣的(de)變(bian)化(hua)被稱為“真實極地偏(pian)移(yi)”,并不(bu)像由(you)于板地筑造學上(shang)的(de)視覺漂(piao)移(yi)。在(zai)地球、火星和土星的(de)土衛二(er)上(shang)也(ye)存(cun)在(zai)著真實極地偏(pian)移(yi)。馬特蘇亞馬稱,我們的(de)研究也(ye)將木衛二(er)列(lie)入其(qi)中,這說明(ming)我們需要對(dui)這顆行星進行更多的(de)重新定位(wei)研究。

同時這項研究暗示(shi)著木衛二(er)內(nei)部有(you)(you)液態水(shui)存在,科學家(jia)基于(yu)宇宙飛(fei)船拍(pai)攝的(de)照片曾猜測(ce)這顆行(xing)星(xing)有(you)(you)廣闊的(de)地下海洋(yang),這些照片揭示(shi)木衛二(er)表(biao)面(mian)以下有(you)(you)斷(duan)裂的(de)冰表(biao)面(mian)。木衛二(er)重力作(zuo)用形成的(de)潮汐力可將(jiang)地下冰殼海洋(yang)加熱(re)(re)成為熱(re)(re)態水(shui),即使地下海洋(yang)切(qie)斷(duan)了(le)太陽能來源,但是熱(re)(re)量(liang)和液態水(shui)也有(you)(you)可以孕育(yu)生命。

木衛二可能存在魚類生命

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)(duo)科(ke)學家都相信,木衛二表(biao)面沒(mei)有陸地,而(er)在(zai)(zai)(zai)厚厚的(de)冰層之下(xia)存在(zai)(zai)(zai)著一個覆蓋(gai)全球的(de)海洋(yang),海洋(yang)深(shen)度大約為160公里。格林(lin)博格的(de)最(zui)新研究(jiu)表(biao)明,木衛二的(de)海洋(yang)正在(zai)(zai)(zai)吸(xi)收大量的(de)氧氣,它所吸(xi)收的(de)氧氣量比此前的(de)模擬預測(ce)結果還要(yao)多(duo)(duo)得(de)多(duo)(duo)。科(ke)學家認為,這(zhe)些氧氣足夠支持多(duo)(duo)種(zhong)生命(ming)形(xing)態的(de)存在(zai)(zai)(zai),從理(li)論上講,木衛二海洋(yang)中至(zhi)少(shao)應該存在(zai)(zai)(zai)300萬噸類魚生物。格林(lin)博格解(jie)釋說(shuo)(shuo),“盡管目前還不能(neng)說(shuo)(shuo)那里肯定存在(zai)(zai)(zai)生命(ming),但(dan)我們至(zhi)少(shao)知道(dao)那里的(de)物理(li)環境支持生命(ming)的(de)存在(zai)(zai)(zai)。”

美國伍茲海爾(er)深海生態學家蒂(di)莫西(xi)-尚(shang)克(ke)認為(wei),木(mu)衛二的(de)海底(di)(di)環境與地球海洋(yang)底(di)(di)部的(de)“熱(re)液出口”具有極大的(de)相似性。眾所周知,地球海底(di)(di)熱(re)液出口處存在(zai)著許多(duo)生命形態。因此尚(shang)克(ke)堅持認為(wei),“如果木(mu)衛二上沒有生命,那才(cai)是奇怪(guai)的(de)事。”

探索發現

飛掠觀測

有關木衛(wei)二的大(da)多(duo)數知識(shi)都(dou)獲取自(zi)旅行者和伽(jia)利(li)略兩次任(ren)務中的飛掠觀測(flyby)。

計劃一

雄心勃勃的木星軌道器計(ji)劃已于(yu)2005年(nian)取消,但是(shi)還(huan)有各(ge)種各(ge)樣(yang)針(zhen)對木衛二的未來探索任(ren)務的議案被不斷的的提出(chu)。

2006年(nian)NASA(美(mei)國航空(kong)暨太空(kong)總署(shu))的(de)(de)(de)預(yu)算中編(bian)列(lie)了(le)應美(mei)國國會的(de)(de)(de)口(kou)頭提請為(wei)未來的(de)(de)(de)環航木(mu)衛(wei)二計(ji)劃而建立基(ji)金。在(zai)設(she)想中,該計(ji)劃的(de)(de)(de)任(ren)務(wu)包括:通(tong)過(guo)重力和高(gao)度(du)的(de)(de)(de)測(ce)量(liang)手段確認(ren)木(mu)衛(wei)二的(de)(de)(de)表面冰殼下是(shi)否存在(zai)海洋(yang);大(da)范圍(wei)地對地表進(jin)行(xing)高(gao)解析拍攝,通(tong)過(guo)光譜分(fen)析以(yi)確認(ren)其表面物質的(de)(de)(de)化(hua)學(xue)成分(fen);以(yi)及利(li)用穿冰雷達對冰層進(jin)行(xing)穿透探測(ce)等。該計(ji)劃甚至考慮讓飛船攜(xie)帶一(yi)個小型(xing)的(de)(de)(de)著陸(lu)裝置(zhi),利(li)用此裝置(zhi)直接分(fen)析木(mu)衛(wei)二表面的(de)(de)(de)化(hua)學(xue)成分(fen),同時(shi)采集地震波數據以(yi)確定冰層的(de)(de)(de)厚度(du)和活躍(yue)程度(du)。然而不(bu)可確知該計(ji)劃是(shi)否有切實(shi)啟動的(de)(de)(de)可能,NASA2007年(nian)度(du)的(de)(de)(de)預(yu)算編(bian)列(lie)中就沒有這項資金。

計劃二

另(ling)一(yi)個可(ke)行的計(ji)劃是使用(yong)與(yu)深度撞擊(DI)計(ji)劃相似(si)的撞擊器。用(yong)撞擊器猛烈(lie)撞擊木(mu)衛二表面以激起(qi)碎(sui)屑(xie)煙(yan)霧(wu),讓一(yi)艘小型飛船穿過(guo)煙(yan)霧(wu)收集碎(sui)屑(xie)。因無須從(cong)木(mu)星或(huo)木(mu)衛二的環航(hang)軌道(dao)上發射著陸器——當(dang)然也省略了(le)從(cong)衛星上重新(xin)起(qi)飛的步驟——燃料的消耗將大(da)大(da)縮減,故而(er)該設想被看成是最(zui)經濟的方案之一(yi)。

其他

還有一(yi)(yi)(yi)些更大(da)膽的(de)(de)(de)設(she)想,比如發射一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)著陸(lu)器(qi)(qi)(qi)尋找(zhao)凍結在冰(bing)殼(ke)淺層的(de)(de)(de)可(ke)能的(de)(de)(de)生命跡(ji)象,或者直(zhi)接(jie)深入(ru)內部(bu)對(dui)冰(bing)下(xia)(xia)海(hai)洋進(jin)行探(tan)查(cha)。提案之(zhi)是派遣一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)被稱作(zuo)“融(rong)(rong)探(tan)”(Melt Probe)的(de)(de)(de)巨(ju)型核動力探(tan)測器(qi)(qi)(qi)(穿(chuan)冰(bing)機器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)——cryobot),用(yong)它(ta)融(rong)(rong)冰(bing)打孔(kong),一(yi)(yi)(yi)直(zhi)鉆(zhan)入(ru)到(dao)冰(bing)下(xia)(xia)海(hai)洋,接(jie)觸到(dao)水(shui)后再(zai)釋放一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)自主運行的(de)(de)(de)水(shui)下(xia)(xia)行走器(qi)(qi)(qi)(涵泳機器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)——cryobot)。這(zhe)個(ge)(ge)裝置可(ke)以將收(shou)集到(dao)信息(xi)傳送回地(di)(di)球。穿(chuan)冰(bing)和涵泳機器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)都要經過嚴格的(de)(de)(de)消(xiao)毒,以避(bi)免(mian)將可(ke)能從地(di)(di)球攜帶的(de)(de)(de)有機質誤認作(zuo)當地(di)(di)的(de)(de)(de)生物,并杜絕對(dui)冰(bing)下(xia)(xia)海(hai)洋的(de)(de)(de)污(wu)染。這(zhe)一(yi)(yi)(yi)議(yi)案尚未進(jin)入(ru)嚴肅籌劃的(de)(de)(de)階段。

Cryobot在(zai)南(nan)極洲經過了(le)測(ce)試(shi)。隨著(zhu)鉆(zhan)頭通過產生的(de)(de)(de)熱量融(rong)(rong)化(hua)冰(bing)(bing)層,探(tan)測(ce)器會“越(yue)陷越(yue)深”。融(rong)(rong)化(hua)冰(bing)(bing)層從(cong)理論(lun)上講是個不錯的(de)(de)(de)概念,但(dan)如果探(tan)測(ce)器碰到冰(bing)(bing)層深處的(de)(de)(de)東西,比如大塊石頭,它將(jiang)陷入(ru)其中不可自(zi)拔。如果不能融(rong)(rong)化(hua)冰(bing)(bing)層,那(nei)么探(tan)測(ce)任(ren)務將(jiang)就此走向終結。香(xiang)港理工大學(xue)和匈牙利(li)格(ge)拉茲威爾特勞姆福(fu)斯特研究(jiu)所設(she)計出將(jiang)鉆(zhan)探(tan)技術和融(rong)(rong)化(hua)方(fang)法完美融(rong)(rong)為一體的(de)(de)(de)創(chuang)新方(fang)法。他們提出的(de)(de)(de)“熱鉆(zhan)”(thermal drill)系統(tong)原型機在(zai)實驗(yan)中表現不俗,實驗(yan)結果刊登在(zai)2008年7月出版的(de)(de)(de)《行(xing)星和空間(jian)科學(xue)》雜志(zhi)上。

重大發現

2016年9月27日,NASA宣布了一(yi)個重大發現,科(ke)學家們觀測到木星(xing)的第四大衛(wei)星(xing)“木衛(wei)二歐羅(luo)巴”有(you)水汽(qi)噴發,而有(you)水就(jiu)有(you)可能有(you)生命存在。

哈(ha)勃望遠(yuan)鏡觀測到(dao)歐羅巴(ba)表面的水蒸氣柱沿7點鐘方(fang)向向外噴出。這(zhe)是木衛二冰層下有液態(tai)海洋(yang)的強有力(li)證據,能為孕育生命創造有利(li)條件。

研究者們計算(suan)了(le)歐羅巴的海(hai)洋中,當海(hai)水(shui)與巖石相互(hu)作用(yong)時可(ke)能產生的氫(qing)氣的含(han)量,這個過(guo)(guo)程(cheng)被稱為蛇紋石化作用(yong)。在此過(guo)(guo)程(cheng)中,水(shui)滲透入礦物顆粒(li)之間的空隙(xi)并(bing)與巖石發生反應(ying),形(xing)成新的礦物質并(bing)釋(shi)放氫(qing)氣。

研究者(zhe)們認(ren)為:隨著(zhu)時間的(de)推移,歐羅(luo)巴(ba)海底(di)會(hui)有一些裂縫(feng),因為從這(zhe)顆星球(qiu)形成數十億年以來,它的(de)巖石內部依舊保持著(zhu)低溫(wen)。新的(de)裂縫(feng)將新鮮(xian)的(de)巖石暴露(lu)給海水,然后更多的(de)產生氫氣(qi)的(de)化學(xue)反應就(jiu)此發生。

生命之謎

人(ren)類(lei)移居(ju)的可能性(xing)

2009年年底,美國亞利桑那大學科學家理查德格林伯格發(fa)表論文指出,木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二(er)(er)的海洋(yang)中(zhong)至少應該存(cun)(cun)活(huo)著300萬噸似魚復雜(za)生(sheng)物。這將13年前科學(xue)家(jia)們提出的木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二(er)(er)生(sheng)命(ming)假說又向(xiang)前推進了(le)(le)一步。木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二(er)(er)是1610年由伽利略(lve)發(fa)現(xian)的,航天器對木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二(er)(er)的探(tan)測表明,它的外殼冰層下(xia)可能有海洋(yang),有了(le)(le)海洋(yang)就意(yi)味著其(qi)中(zhong)可能有生(sheng)命(ming)存(cun)(cun)在(zai)。科學(xue)家(jia)們一直在(zai)設法揭開其(qi)生(sheng)命(ming)之謎,

人類能否在木衛(wei)二“歐羅巴”星球上生(sheng)活(huo)?來(lai)自美(mei)國(guo)宇航局的(de)(de)專(zhuan)家(jia)認(ren)為這顆木星具有較大的(de)(de)“宜居”潛力,未來(lai)可能適合人類居住。下(xia)一(yi)(yi)步,科(ke)學(xue)(xue)家(jia)將發射探(tan)測器對木衛(wei)二的(de)(de)冰(bing)下(xia)海洋(yang)進行(xing)調查,確定其厚度和分布情況,有研究(jiu)認(ren)為木衛(wei)二的(de)(de)海洋(yang)可能與地球相(xiang)似,也(ye)具有一(yi)(yi)定的(de)(de)鹽度。美(mei)國(guo)宇航局噴氣推(tui)進實驗室博士羅伯特·帕(pa)帕(pa)拉多認(ren)為派(pai)遣(qian)探(tan)測器降(jiang)落(luo)木衛(wei)二表面是一(yi)(yi)個(ge)非常有遠見的(de)(de)行(xing)星科(ke)學(xue)(xue)目標,同時也(ye)是一(yi)(yi)個(ge)困難的(de)(de)技術挑戰。

一篇來自《天體生物學(xue)》期刊的文章詳細描述(shu)了未來木(mu)衛(wei)二(er)(er)(er)探(tan)索任務的三個主要目標:第一,至少要在兩個不同深度上監測(ce)木(mu)衛(wei)二(er)(er)(er)海(hai)水鹽度、有(you)機物質以及(ji)其他污染物等;第二(er)(er)(er),調(diao)查木(mu)衛(wei)二(er)(er)(er)冰殼、海(hai)洋物理環(huan)境以及(ji)表層物質磁學(xue)特(te)性;第三,科學(xue)家希望探(tan)測(ce)器(qi)能傳回木(mu)衛(wei)二(er)(er)(er)表面地(di)表特(te)征(zheng)的照片。木(mu)衛(wei)二(er)(er)(er)被稱為“歐羅巴”星球(qiu),其表面有(you)著(zhu)各種各樣奇(qi)怪的地(di)形(xing),酷似仙境,根(gen)據伽(jia)利(li)略探(tan)測(ce)器(qi)的觀測(ce)數據,科學(xue)家依然(ran)不了解該天體表面上錯綜復雜并交織在一起(qi)的“神秘(mi)細線”,派遣探(tan)測(ce)器(qi)登陸木(mu)衛(wei)二(er)(er)(er)可以解決許(xu)多關鍵(jian)問題(ti)。

2013年3月,科學家認為(wei)有充分的(de)(de)證據顯示木(mu)衛二(er)的(de)(de)冰(bing)凍表(biao)面下擁有巨大(da)的(de)(de)咸水海洋,冰(bing)下海洋與表(biao)面還存在化(hua)學物(wu)質的(de)(de)交換,使得海洋中的(de)(de)化(hua)學物(wu)質更(geng)加豐富(fu)。加州理工學院天文學家麥克·布朗教授認為(wei)能量可以(yi)從(cong)這些化(hua)學循(xun)環通(tong)道中進入木(mu)衛二(er)的(de)(de)冰(bing)下海洋中,這對(dui)生(sheng)命(ming)而(er)言是非常重要(yao)的(de)(de)。

木衛(wei)二上是否(fou)有海洋

航天器對木(mu)衛(wei)二的(de)探(tan)測表(biao)明,其上可(ke)能有海洋。正(zheng)因如此,在對木(mu)星衛(wei)星的(de)探(tan)測中,科學(xue)家們最重視的(de)就是木(mu)衛(wei)二。

早在1979年,旅(lv)行者(zhe)1號(hao)和2號(hao)探(tan)測(ce)木星(xing)時就發(fa)現,木衛二像個(ge)冰(bing)與奶(nai)油巧(qiao)克力混合(he)的大球(qiu)體,表面(mian)上分布著(zhu)彎(wan)曲條紋。科學(xue)家(jia)們分析研究木衛二的照(zhao)片和探(tan)測(ce)資料后提出(chu),該(gai)衛星(xing)表面(mian)覆(fu)蓋著(zhu)5000米厚的冰(bing)層,冰(bing)層下面(mian)可能有一(yi)個(ge)深達50千米的海洋。

從1996年伽(jia)利(li)略(lve)號(hao)在距離木(mu)衛(wei)二(er)16萬千(qian)米處拍(pai)攝的(de)照片上看(kan),這顆星(xing)球(qiu)呈現出冰殼狀,表面裂縫交(jiao)錯,像地球(qiu)兩極的(de)浮冰,說明冰層曾(ceng)受到巨力的(de)作(zuo)用。科學家(jia)們研究后認為,這種力是(shi)由木(mu)衛(wei)二(er)和木(mu)星(xing)及其他三顆伽(jia)利(li)略(lve)衛(wei)星(xing)之間的(de)引力形成(cheng)的(de)潮(chao)汐力,其作(zuo)用不僅形成(cheng)木(mu)衛(wei)二(er)的(de)表面特征(zheng),還(huan)使其內部的(de)水以(yi)液態存在。

1996年(nian)末(mo),伽利略號從距離(li)木衛(wei)二688千米處經過時拍攝的(de)照片顯示,木衛(wei)二表(biao)面有水流(liu)存在。科學家們說,這(zhe)種現象表(biao)明木衛(wei)二內(nei)核(he)很熱,大量(liang)熱能從火山口或熱泉眼噴發出(chu)來,導致表(biao)面部分冰層融化。

1997年1月(yue),伽利略號用磁強計對木(mu)衛二的(de)磁場進行(xing)的(de)探測顯(xian)示(shi),木(mu)衛二只(zhi)能有一個內磁場才(cai)能解釋(shi)獲得的(de)結果。這個內在導電層(ceng)的(de)導電率必(bi)須(xu)和含鹽(yan)海水一樣強。由(you)此科學家(jia)們再次得出木(mu)衛二上可(ke)能有海洋(yang)的(de)推論。同時,發回(hui)的(de)新照(zhao)片(pian)表(biao)明,木(mu)衛二表(biao)面裂縫(feng)位置發生了變化,說明很可(ke)能是表(biao)層(ceng)下的(de)海洋(yang)流(liu)動(dong)造成的(de)。

“冰激凌”內熱外冷“夾層(ceng)”是海洋(yang)

1997年2月,伽利略號從(cong)距離(li)木衛(wei)二(er)586千米處飛過時拍(pai)攝的(de)(de)(de)照(zhao)(zhao)片顯(xian)示(shi),木衛(wei)二(er)表面最大的(de)(de)(de)冰山寬達13千米,高為100~200米。美國科(ke)學家(jia)史蒂(di)文(wen)等(deng)人認為,由于木星對(dui)木衛(wei)二(er)內核的(de)(de)(de)引力作用,使其冰幔下面的(de)(de)(de)水保持(chi)液體狀態,成為深達幾千米的(de)(de)(de)海洋。1998年12月伽利略號拍(pai)攝的(de)(de)(de)照(zhao)(zhao)片顯(xian)示(shi),木衛(wei)二(er)南(nan)部有一條長達800米的(de)(de)(de)裂縫。

2000年1月,伽利(li)略(lve)號(hao)從距離木(mu)衛二(er)351千(qian)米處掠過時(shi)發現,木(mu)衛二(er)地磁北極(ji)點位(wei)置頻繁移(yi)動(dong)。科學家(jia)們(men)認為(wei),這是木(mu)衛二(er)含鹽海洋在(zai)冰層(ceng)下(xia)流動(dong)形成電(dian)磁場引發的結(jie)果。

在(zai)(zai)研(yan)究(jiu)了木衛二(er)表面裂縫(feng)照片之(zhi)后,2002年9月格林伯(bo)格研(yan)究(jiu)小組(zu)宣稱(cheng),木衛二(er)冰(bing)(bing)層(ceng)(ceng)較薄,觀測到的(de)表層(ceng)(ceng)裂縫(feng)可使氣(qi)體(ti)、熱量和(he)有(you)機物質接(jie)觸到表層(ceng)(ceng)下(xia)面可能(neng)存在(zai)(zai)的(de)水。這種情(qing)況顯示(shi),木衛二(er)可能(neng)存在(zai)(zai)的(de)海洋(yang)(yang)同地球上(shang)的(de)北(bei)冰(bing)(bing)洋(yang)(yang)相似。既然北(bei)冰(bing)(bing)洋(yang)(yang)能(neng)通過冰(bing)(bing)層(ceng)(ceng)的(de)裂縫(feng)接(jie)觸空(kong)氣(qi)和(he)熱量,那么(me)木衛二(er)上(shang)的(de)海洋(yang)(yang)也(ye)能(neng)通過冰(bing)(bing)層(ceng)(ceng)裂縫(feng)與(yu)外界接(jie)觸。

科學(xue)(xue)(xue)家們(men)依據(ju)旅行者(zhe)2號和伽(jia)利略號獲取(qu)的(de)(de)資料(liao),于2007年(nian)繪(hui)制出的(de)(de)首張木(mu)衛(wei)二全(quan)球地(di)質構(gou)造(zao)圖揭示,其表(biao)面地(di)質構(gou)造(zao)比較年(nian)輕(qing)且富于變化。2008年(nian),科學(xue)(xue)(xue)家們(men)發現,木(mu)衛(wei)二極地(di)旋轉軸偏移了80多度。這樣的(de)(de)極端變化表(biao)明木(mu)衛(wei)二表(biao)面冰殼(ke)(ke)厚度不一致,在其下面有(you)廣闊的(de)(de)海洋(yang)。科學(xue)(xue)(xue)家們(men)還用多種航(hang)天器(qi)獲得(de)的(de)(de)照片,繪(hui)制了木(mu)衛(wei)二表(biao)面直徑(jing)達500千米以上的(de)(de)大型弧狀(zhuang)盆(pen)地(di)圖像。經綜合分析研究,科學(xue)(xue)(xue)家們(men)認為(wei),木(mu)衛(wei)二內部有(you)一個金屬核,核外是石質的(de)(de)殼(ke)(ke),殼(ke)(ke)外是液態水(shui)海洋(yang),海洋(yang)表(biao)面是冰層。

是否具備生命(ming)存在的三(san)個(ge)基本要素

由(you)于水是孕育生(sheng)命(ming)的重要條件,故而科學家們在發(fa)現木衛二上可能有海(hai)洋之(zhi)后,就推斷其海(hai)洋中可能有生(sheng)命(ming)。

1979年(nian)旅(lv)行(xing)者(zhe)號(hao)發(fa)現木衛二表面廣泛(fan)分(fen)布著(zhu)彎曲的褐色條(tiao)紋(wen)之后,有的科學家就認為,這意(yi)味著(zhu)該星球上存在著(zhu)有機(ji)(ji)分(fen)子,因為多(duo)種有機(ji)(ji)聚合物是呈褐色的。同時(shi)對可能(neng)(neng)存在的海洋來說,其環境可以維(wei)持有機(ji)(ji)體(ti)的生(sheng)存,因而估計木衛二上可能(neng)(neng)存活(huo)細菌(jun)一類的低級生(sheng)物。

1996年8月,美國(guo)科學家(jia)提出(chu),木衛二(er)(er)的(de)(de)海底(di)也可(ke)能存在(zai)(zai)火山,其(qi)噴發提供(gong)的(de)(de)熱量足以使某些(xie)(xie)不需要陽(yang)光和(he)空(kong)氣(qi)的(de)(de)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)生(sheng)(sheng)存下(xia)去(qu),這(zhe)一論點被稱為(wei)木衛二(er)(er)生(sheng)(sheng)命假說。木衛二(er)(er)冰層(ceng)下(xia)面(mian)有(you)(you)水、充足的(de)(de)熱量和(he)有(you)(you)機化(hua)合(he)物(wu)這(zhe)三(san)個(ge)生(sheng)(sheng)命存在(zai)(zai)的(de)(de)基本要素,其(qi)環(huan)境(jing)(jing)很有(you)(you)可(ke)能符合(he)宇宙生(sheng)(sheng)物(wu)學的(de)(de)標準。地球海洋深(shen)處一些(xie)(xie)火山口的(de)(de)周(zhou)圍,沒有(you)(you)陽(yang)光和(he)氧氣(qi)的(de)(de)極端惡劣的(de)(de)自然環(huan)境(jing)(jing)中都有(you)(you)原始微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)繁衍生(sheng)(sheng)息,就(jiu)是因為(wei)這(zhe)些(xie)(xie)地方都具(ju)備上(shang)述三(san)個(ge)條(tiao)件(jian)。提出(chu)和(he)贊(zan)同木衛二(er)(er)生(sheng)(sheng)命假說的(de)(de)科學家(jia)們(men)認為(wei),從環(huan)境(jing)(jing)條(tiao)件(jian)推斷,其(qi)生(sheng)(sheng)命形態只(zhi)能是低級的(de)(de)海洋生(sheng)(sheng)物(wu)。

這些科學(xue)家認為,地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)生命(ming)源于(yu)海(hai)(hai)洋里的火山(shan)(shan)(shan)噴口,此一(yi)原理(li)也適用于(yu)木衛(wei)二(er)。他們(men)猜測,受木星(xing)(xing)引(yin)力影(ying)響,木衛(wei)二(er)內(nei)部亦有火山(shan)(shan)(shan)活(huo)(huo)動。當木衛(wei)二(er)從(cong)木星(xing)(xing)一(yi)側(ce)飛向(xiang)另一(yi)側(ce)時(shi),木星(xing)(xing)會(hui)擠壓(ya)(ya)木衛(wei)二(er),導(dao)致后者的核心處(chu)(chu)于(yu)熔融狀(zhuang)態,從(cong)而(er)引(yin)起火山(shan)(shan)(shan)活(huo)(huo)動。火山(shan)(shan)(shan)雖(sui)未噴發出表面(mian)(mian),但(dan)卻(que)加熱了冰層下面(mian)(mian)的水(shui),使其(qi)呈液體狀(zhuang)態,形(xing)成(cheng)海(hai)(hai)洋。木衛(wei)一(yi)由于(yu)距離木星(xing)(xing)更近,受到的擠壓(ya)(ya)更大,故而(er)火山(shan)(shan)(shan)噴出表面(mian)(mian),并留下硫磺(huang)和其(qi)他化(hua)學(xue)物(wu)質。地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)海(hai)(hai)底熱液噴口處(chu)(chu)也有很(hen)多同類(lei)化(hua)合物(wu),且與地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)早期生命(ming)有關。由此科學(xue)家們(men)推斷(duan),木衛(wei)二(er)海(hai)(hai)底火山(shan)(shan)(shan)活(huo)(huo)動也會(hui)噴發類(lei)似化(hua)合物(wu),并造成(cheng)溫(wen)暖的環境,從(cong)而(er)孕育并存活(huo)(huo)了生命(ming)。

揭(jie)開生(sheng)命之謎的四個探測(ce)方(fang)案

人類尋找(zhao)地外生命(ming)的具體(ti)目標,排(pai)在第(di)一(yi)位的是火星,排(pai)在第(di)二位的就(jiu)是木(mu)衛(wei)二。怎樣(yang)利用航天技術(shu)揭開木(mu)衛(wei)二生命(ming)之謎呢?科學家們已提(ti)出四(si)種可行的方案。

一是用導彈(dan)轟(hong)擊取(qu)樣(yang)

人類(lei)將從(cong)地(di)球向(xiang)(xiang)木衛二(er)發射(she)一艘宇宙(zhou)飛船(chuan),當其飛臨(lin)木衛二(er)近空時,適時發射(she)一枚導(dao)彈,猛烈(lie)轟擊目(mu)標的(de)表面,使冰(bing)層碎塊飛向(xiang)(xiang)高空,隨即飛船(chuan)穿(chuan)越(yue)炸出的(de)冰(bing)塊云團,伸出“凝膠”收集部分碎冰(bing),并運回地(di)球,供科學家們研(yan)究,以便(bian)確定(ding)有無生(sheng)命信息。

二是(shi)用(yong)航天器進行近空探測

美國宇航局(ju)和(he)歐(ou)空局(ju)正在研制名為(wei)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)二木(mu)(mu)星(xing)(xing)系任務的(de)探(tan)(tan)測(ce)器(qi)(qi),計(ji)(ji)劃將(jiang)于2020年發射升空,2026年到達探(tan)(tan)測(ce)區(qu)域,預定工(gong)作期限為(wei)三年。探(tan)(tan)測(ce)器(qi)(qi)由兩個軌(gui)(gui)道器(qi)(qi)組成(cheng)。美國負責攜(xie)有相機、光(guang)譜(pu)儀(yi)和(he)強大雷(lei)達系統的(de)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)二軌(gui)(gui)道器(qi)(qi)。當其(qi)進入(ru)環繞木(mu)(mu)衛(wei)(wei)二軌(gui)(gui)道開(kai)展探(tan)(tan)測(ce)工(gong)作時,雷(lei)達系統可以(yi)穿透木(mu)(mu)衛(wei)(wei)二冰層(ceng),計(ji)(ji)算出(chu)冰層(ceng)厚度,其(qi)他儀(yi)器(qi)(qi)將(jiang)研究海洋生物跡(ji)象(xiang)。它(ta)將(jiang)幫助科學家縮小可能存在生命區(qu)域的(de)范圍(wei),為(wei)以(yi)后的(de)探(tan)(tan)測(ce)提供(gong)依據。歐(ou)空局(ju)負責攜(xie)有相機、光(guang)譜(pu)儀(yi)、塵埃分析器(qi)(qi)、質譜(pu)儀(yi)或者磁力(li)計(ji)(ji)的(de)軌(gui)(gui)道器(qi)(qi),屆時主要是對(dui)木(mu)(mu)星(xing)(xing)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)進行(xing)探(tan)(tan)測(ce)。

三(san)是用航天器著陸(lu)探測

俄羅(luo)斯(si)將參與(yu)歐空局2015年(nian)(nian)至2025年(nian)(nian)的(de)(de)一(yi)(yi)項(xiang)空間研(yan)究計劃,以便(bian)登(deng)陸(lu)研(yan)究木(mu)衛二(er),尋(xun)找(zhao)簡單的(de)(de)生(sheng)命(ming)形(xing)式。這一(yi)(yi)項(xiang)目(mu)的(de)(de)航(hang)天(tian)器(qi)(qi)(qi)以法國天(tian)文學家皮埃爾韁(jiang)馉(gu)拉普拉斯(si)的(de)(de)名(ming)字命(ming)名(ming)。俄羅(luo)斯(si)將研(yan)制一(yi)(yi)個登(deng)陸(lu)探測器(qi)(qi)(qi),搭載(zai)在該航(hang)天(tian)器(qi)(qi)(qi)上。屆時登(deng)陸(lu)探測器(qi)(qi)(qi)將降落在木(mu)衛二(er)表面冰(bing)層的(de)(de)一(yi)(yi)個裂(lie)縫(feng)處,并融(rong)化一(yi)(yi)些冰(bing),開(kai)始尋(xun)找(zhao)生(sheng)命(ming)蹤跡,隨即(ji)將探測結(jie)果通過拉普拉斯(si)航(hang)天(tian)器(qi)(qi)(qi)傳(chuan)回(hui)地面。

四是用機器人鉆入(ru)海洋探測

其方案是向木衛二發射(she)兩個著陸機(ji)器人(ren),一個能(neng)鉆穿冰(bing)層開辟一條(tiao)通往海洋(yang)的(de)孔道(dao),另(ling)一個能(neng)沿著孔道(dao)進入海洋(yang)開展(zhan)探(tan)測(ce)工作。水下機(ji)器人(ren)攜帶的(de)科學儀器能(neng)夠進行環(huan)繞考察并找出微(wei)生物,包括不(bu)(bu)同于地球(qiu)上(shang)的(de)生命形態。其探(tan)測(ce)結果將適時發回地球(qiu)。為保證探(tan)測(ce)效果不(bu)(bu)受木衛二以外的(de)任何因(yin)素影響,兩個高度自動化的(de)機(ji)器人(ren)必須完(wan)全滅菌。

木衛二將驗證或修正宇宙生物學標準

探測木(mu)衛(wei)(wei)二(er)有無(wu)生(sheng)命的(de)(de)意義(yi)在(zai)(zai)于(yu),除弄清真(zhen)(zhen)相外,還可驗證或修(xiu)正宇宙生(sheng)物學標(biao)準。如果發現(xian)了木(mu)衛(wei)(wei)二(er)上有生(sheng)命,那就證明了宇宙生(sheng)物學標(biao)準至少(shao)適用于(yu)太(tai)陽系(xi)(xi)天(tian)體(ti)。如果推斷(duan)條件屬實(shi)(shi)而未發現(xian)生(sheng)命,則需修(xiu)正這一標(biao)準。如果推斷(duan)條件不(bu)存在(zai)(zai),則另(ling)當別論。無(wu)論獲(huo)得何種(zhong)真(zhen)(zhen)實(shi)(shi)情(qing)況,都能深化人(ren)類對木(mu)衛(wei)(wei)二(er)乃(nai)至太(tai)陽系(xi)(xi)天(tian)體(ti)的(de)(de)認識,促(cu)進空間科學的(de)(de)發展。

其他疑惑

移居木衛二?

極度深寒還(huan)有點兒(er)擠

在(zai)太陽(yang)系(xi)八大(da)行星中(zhong),木(mu)星是最(zui)大(da)的(de)(de)(de)。木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)是木(mu)星的(de)(de)(de)四(si)大(da)衛(wei)(wei)(wei)星之(zhi)一(yi),直徑(jing)為2920千米,只有地(di)(di)(di)球直徑(jing)的(de)(de)(de)約四(si)分之(zhi)一(yi),體積比地(di)(di)(di)球的(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)星月球稍(shao)微小一(yi)點。科學家推測木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)的(de)(de)(de)表面(mian)溫度在(zai)赤道地(di)(di)(di)區(qu)平均約為-163℃,兩極更低,只有-223℃,所以(yi)表面(mian)的(de)(de)(de)水(shui)是永(yong)久(jiu)凍結的(de)(de)(de)。但(dan)是潮汐力所提供的(de)(de)(de)熱能可能會使冰層(ceng)(ceng)下(xia)的(de)(de)(de)水(shui)保(bao)持液態,另外木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)上長達60小時的(de)(de)(de)白晝,也(ye)使得(de)表面(mian)冰層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)裂口有可能接受到充(chong)足的(de)(de)(de)陽(yang)光。即便這樣,假如有一(yi)天人類能征服(fu)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er),也(ye)恐難以(yi)長久(jiu)移(yi)居。

火星和木(mu)衛二(er),地(di)球人先到哪一個?

除了木(mu)(mu)衛(wei)二之外,火(huo)(huo)星(xing)被認為(wei)是另一個(ge)可能(neng)存在(zai)生(sheng)命(ming)形態的星(xing)體,因(yin)為(wei)科(ke)學(xue)家研究(jiu)發(fa)現,火(huo)(huo)星(xing)的地下(xia)深處仍可能(neng)有液態水。與木(mu)(mu)衛(wei)二相比,火(huo)(huo)星(xing)距離地球(qiu)更(geng)近(jin),因(yin)此,對于(yu)火(huo)(huo)星(xing)生(sheng)命(ming)之謎的探索,科(ke)學(xue)家也一直(zhi)高度關(guan)注。未來的太空任務已(yi)經把火(huo)(huo)星(xing)和木(mu)(mu)衛(wei)二同時作為(wei)發(fa)射新遙控探測(ce)器(qi)的最(zui)終目(mu)的地。火(huo)(huo)星(xing)和木(mu)(mu)衛(wei)二,誰會被最(zui)先(xian)證明(ming),是地球(qiu)的兄弟(di)或(huo)者陌(mo)生(sheng)人?

木衛二發現黏土(tu)型礦物

美國航天局(ju)11日宣布,在最可能有生命(ming)存(cun)在的木(mu)星衛星——木(mu)衛二的表面首(shou)次發現了黏土(tu)型礦物,這意味(wei)著(zhu)木(mu)衛二可能存(cun)在對(dui)形成生命(ming)至關重(zhong)要的有機(ji)物。

美國航天局當天在一份聲明(ming)中說,在木衛二表(biao)面(mian)發(fa)現了一種叫做層狀硅酸鹽的黏土型礦物(wu)(wu),這種礦物(wu)(wu)很有可能是由彗星或(huo)小行星撞(zhuang)擊木衛二帶來(lai),而帶來(lai)黏土型礦物(wu)(wu)的彗星或(huo)小行星通常也攜帶有機(ji)物(wu)(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11日美國(guo)國(guo)家(jia)航空航天局(NASA)宣布,探(tan)測器在被(bei)冰雪(xue)所覆蓋的(de)(de)木(mu)衛(wei)二上發現了其(qi)與(yu)彗星(xing)及小行星(xing)撞(zhuang)擊后形(xing)成(cheng)的(de)(de)類似黏土狀的(de)(de)礦物(wu)(wu)質。根據“伽利略”號探(tan)測器1998年(nian)拍攝到的(de)(de)木(mu)衛(wei)二近紅外(wai)線圖片來看(kan)NASA研究小組認為,木(mu)衛(wei)二上有(you)(you)一(yi)種與(yu)酰基氯類似的(de)(de)礦物(wu)(wu)。由于小行星(xing)或(huo)彗星(xing)的(de)(de)中心核中蘊含可形(xing)成(cheng)生命的(de)(de)有(you)(you)機物(wu)(wu)NASA研究者表示(shi),木(mu)衛(wei)二的(de)(de)冰雪(xue)表層下極有(you)(you)可能隱藏廣袤的(de)(de)海洋,歷經漫(man)長時間后或(huo)許有(you)(you)育成(cheng)生命的(de)(de)可能性,

發現噴泉

美國和德(de)國研究員發(fa)表(biao)(biao)報(bao)告稱,在(zai)木(mu)星(xing)的衛星(xing)之(zhi)一“木(mu)衛二”上,發(fa)現有(you)間歇性(xing)噴發(fa)的噴泉,這(zhe)是(shi)木(mu)衛二冰凍(dong)表(biao)(biao)面下(xia)隱藏著(zhu)一個(ge)巨(ju)大海洋的最(zui)好證據。一旦有(you)了水,也(ye)就意味著(zhu)可(ke)能(neng)有(you)生命!長久以來,科學家們(men)都(dou)認為“木(mu)衛二”可(ke)能(neng)存有(you)生命。

外媒稱,新(xin)的(de)研究(jiu)顯示,木星(xing)的(de)一(yi)個(ge)衛(wei)星(xing)—木衛(wei)二(er)有豐富的(de)重要礦物(wu)質,還有從地下海(hai)洋里(li)(li)噴發的(de)壯觀水柱這可能是(shi)太陽系里(li)(li)又一(yi)個(ge)宜居之地。

據(ju)英國《獨立報(bao)》12日報(bao)道(dao),哈(ha)勃(bo)望(wang)遠鏡確認了木衛二(er)上(shang)間歇性(xing)噴發(fa)的兩(liang)處巨大羽(yu)狀水柱,高達兩(liang)百千(qian)米,另一(yi)項(xiang)研究在該(gai)星球(qiu)冰凍(dong)表面發(fa)現了散落的泥土似的礦物質。

《科(ke)學》雜(za)志上(shang)發表(biao)的(de)文章說,通過對哈勃望遠鏡(jing)的(de)數據(ju)進(jin)行分(fen)析發現,水柱(zhu)通常(chang)在木衛二圍(wei)繞木星軌道(dao)運行時的(de)某些特定時刻噴發,這表(biao)明噴發原因(yin)是周期(qi)性的(de)巨大(da)潮汐力使該星球地下海洋的(de)壓力增大(da),使其液體(ti)從表(biao)面的(de)冰縫(feng)噴涌而出,

報(bao)道(dao)指出,在已(yi)知的(de)(de)(de)63個(ge)(ge)木(mu)星(xing)的(de)(de)(de)衛星(xing)中,木(mu)衛二是最重要的(de)(de)(de)一個(ge)(ge)。天(tian)文學(xue)家認(ren)為(wei),它(ta)的(de)(de)(de)冰層表面之下有(you)海洋存在這是由(you)于潮(chao)(chao)汐力的(de)(de)(de)熱(re)量(liang)使(shi)其保持液(ye)態。一些科學(xue)家認(ren)為(wei)這片海洋中可能(neng)有(you)生(sheng)命,而礦物質和潮(chao)(chao)汐熱(re)能(neng)可以為(wei)其提供能(neng)量(liang)。

另一項對美國航天局伽利(li)略(lve)項目(mu)收集的(de)數(shu)據(ju)的(de)研究顯示(shi),在木衛二表面發現的(de)重要(yao)泥土類礦物質可能(neng)是該星(xing)球此(ci)前與小行星(xing)或彗星(xing)相(xiang)撞(zhuang)產生的(de)。

美國航天局噴氣推進實(shi)驗室的吉(ji)姆·雪利說:“我(wo)們經常在(zai)彗星(xing)或(huo)原(yuan)始小行(xing)星(xing)上找(zhao)(zhao)到構成生命的重要物(wu)質(zhi)—有機礦物(wu)質(zhi)在(zai)木衛二的表面發現與(yu)這(zhe)類彗星(xing)相撞的殘留物(wu)可能(neng)為我(wo)們在(zai)該星(xing)球尋找(zhao)(zhao)生命開(kai)啟新的篇章。”

據報道,很(hen)多科學家認為木衛二(er)可(ke)能是太陽系里除地球外最適(shi)宜生命存在的星(xing)球。

未來探索

“歐(ou)羅巴快(kuai)帆”最早將于(yu)2023年(nian)發射,攜帶9臺儀器前往木(mu)(mu)星(xing)(xing)系統(tong),圍繞木(mu)(mu)衛(wei)二運(yun)行(xing)3年(nian)以(yi)上,收集(ji)關于(yu)這顆衛(wei)星(xing)(xing)的(de)地質、組成和(he)隱藏(zang)的(de)內部海洋(yang)的(de)重(zhong)要信息,并(bing)評估該衛(wei)星(xing)(xing)的(de)宜居性。

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