木(mu)(mu)衛(wei)(wei)二Europa(英語發音"yoo Roh puh"),在1610年被伽利(li)略發現(xian),是(shi)木(mu)(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)第(di)(di)(di)六顆(ke)已知(zhi)衛(wei)(wei)星(xing)(xing),是(shi)木(mu)(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)第(di)(di)(di)四大(da)(da)衛(wei)(wei)星(xing)(xing),在伽利(li)略發現(xian)的(de)(de)(de)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)中離木(mu)(mu)星(xing)(xing)第(di)(di)(di)二近(jin)。木(mu)(mu)衛(wei)(wei)二比(bi)地球的(de)(de)(de)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)月球稍微小一(yi)點(dian),直(zhi)徑(jing)達到3100公里,是(shi)太(tai)陽系天(tian)體(ti)系統(tong)中的(de)(de)(de)第(di)(di)(di)六大(da)(da)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)和第(di)(di)(di)十五大(da)(da)天(tian)體(ti)。哈勃望遠鏡的(de)(de)(de)觀(guan)察揭(jie)示(shi)出木(mu)(mu)衛(wei)(wei)二有一(yi)個含氧的(de)(de)(de)稀薄大(da)(da)氣(1e-11巴)。
太陽系中大(da)約165顆衛(wei)(wei)(wei)(wei)星里只知道有(you)7顆衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(木衛(wei)(wei)(wei)(wei)一、木衛(wei)(wei)(wei)(wei)二、木衛(wei)(wei)(wei)(wei)三、木衛(wei)(wei)(wei)(wei)四(si)、土衛(wei)(wei)(wei)(wei)二、土衛(wei)(wei)(wei)(wei)六(liu)和(he)海衛(wei)(wei)(wei)(wei)一)擁有(you)大(da)氣層(ceng)。不像地球的(de)(de)大(da)氣中的(de)(de)氧,木衛(wei)(wei)(wei)(wei)二的(de)(de)氧并不是生物(wu)形成的(de)(de)。它最可能是由(you)于(yu)太陽光中的(de)(de)電(dian)荷粒(li)子(zi)撞(zhuang)擊木衛(wei)(wei)(wei)(wei)二的(de)(de)冰質表(biao)面(mian)而產生水(shui)蒸氣,然(ran)后分(fen)成氫氣和(he)氧氣。氫氣脫(tuo)離,留下了氧氣。
木(mu)衛二(er)與木(mu)衛一的(de)組成與類地(di)行(xing)星(xing)相似:主要由硅酸鹽巖石(shi)組成。但是與木(mu)衛一不(bu)同,木(mu)衛二(er)其(qi)外層分布著厚(hou)度達100公里的(de)冰層,由于(yu)其(qi)存在內(nei)部(bu)能(neng)量源,冰下深處或擁(yong)有液(ye)態水(shui)世界(jie),該天(tian)體表(biao)面非常(chang)“光滑(hua)”,撞擊坑數量較(jiao)(jiao)少(shao),這說(shuo)明“歐羅巴(ba)”星(xing)球的(de)地(di)質(zhi)構造(zao)比較(jiao)(jiao)活(huo)躍(yue),從(cong)伽利(li)略號發回的(de)數據表(biao)明木(mu)衛二(er)有內(nei)部(bu)分層結構,并可能(neng)有一個小型金屬(shu)內(nei)核。
2013年12月11日(ri),美(mei)國NASA宣布,木衛二表面(mian)發(fa)現黏土質礦物或可(ke)育成新(xin)生命。木衛二表面(mian)布滿了冰(bing)層(ceng),冰(bing)層(ceng)溫度(du)在(zai)零下26度(du)左(zuo)右冰(bing)層(ceng)下有海洋,比地球最深的(de)海洋還要深96公里。
2016年9月(yue)26日消息(xi),美(mei)國宇航局專家杰夫·尤德稱(cheng),木衛(wei)二的地下海洋(yang)被認為是太(tai)陽系中最有(you)希望存有(you)生命(ming)的地方。
木衛二由伽利(li)略和馬里烏斯(Marius,Simon)于(yu)1610年發現,伽利(li)略號還(huan)發現了一些木衛二擁有微弱磁場的(de)證據(相當(dang)于(yu)木衛三的(de)四分之(zhi)一)。
木衛二(er)(Europa):希臘神(shen)(shen)話中腓(fei)尼基(Phoenicia)公主歐(ou)羅(luo)巴(Europa),阿革諾耳(Agenor)的女兒(er)。大神(shen)(shen)宙斯(Zeus)化作一頭白色的公牛將其劫(jie)至(zhi)克里特島(Crete),并(bing)與她生下了(le)三個兒(er)子(zi):彌諾斯(Minos)、拉達曼堤斯(Rhadamanthys)和(he)薩耳佩冬(Sarpedon)。
歐羅(luo)巴(ba)是希臘神話中(zhong)的一位(wei)美麗的腓(fei)尼(ni)基公(gong)主,其他三顆伽利(li)略衛(wei)星(xing)也(ye)被馬(ma)里烏斯以希臘神話人物分別命(ming)名(ming)為(wei)伊奧(Io,木(mu)(mu)衛(wei)一)、蓋尼(ni)米德(de)(Ganymede,木(mu)(mu)衛(wei)三)和卡利(li)斯托(Callisto,木(mu)(mu)衛(wei)四(si)),這四(si)個人物皆(jie)以俊美著稱。但(dan)是在20世紀中(zhong)葉(xie)以前(qian),相當(dang)長的一段(duan)時期(qi)內(nei),這一套命(ming)名(ming)并(bing)未(wei)被天文學家所(suo)認可。早期(qi)的文獻中(zhong)多以位(wei)置(zhi)編號(hao)將“歐羅(luo)巴(ba)”稱作“木(mu)(mu)衛(wei)二”。1892年(nian)發(fa)現了(le)(le)木(mu)(mu)衛(wei)五,比之前(qian)已知的所(suo)有(you)木(mu)(mu)星(xing)衛(wei)星(xing)都更(geng)靠內(nei)。1979年(nian)旅(lv)行者(zhe)號(hao)探測(ce)器又(you)發(fa)現了(le)(le)三顆內(nei)側(ce)衛(wei)星(xing),至此,“歐羅(luo)巴(ba)”的位(wei)置(zhi)排到了(le)(le)第六。盡管如此,編號(hao)名(ming)仍然(ran)承襲下來,并(bing)偶(ou)有(you)使用中(zhong)文因對音(yin)等問(wen)題(ti),亦通行以“木(mu)(mu)衛(wei)二”指(zhi)稱“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(cheng)。但是(shi)與木衛(wei)一(yi)(yi)不同,木衛(wei)二(er)有(you)一(yi)(yi)個(ge)薄(bo)薄(bo)的(de)冰外(wai)殼(ke)。從伽利(li)略號(hao)發回的(de)數(shu)據表(biao)(biao)明木衛(wei)二(er)有(you)內部分層結(jie)構,并可(ke)能有(you)一(yi)(yi)個(ge)小型金屬內核(he)。但是(shi)木衛(wei)二(er)的(de)表(biao)(biao)面(mian)不像一(yi)(yi)個(ge)內層太(tai)陽系的(de)東西,它(ta)極(ji)度(du)的(de)光(guang)滑:只能看(kan)到極(ji)少的(de)數(shu)百米(mi)高的(de)地形。凸出的(de)記號(hao)看(kan)來只是(shi)反照(zhao)率特性或是(shi)一(yi)(yi)些不大的(de)起伏(fu)。
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(wei)木(mu)衛二(er)表(biao)面的(de)冰(bing)以下(xia)有一層液態(tai)的(de)水,或許有50千米深,由引潮力帶(dai)來的(de)熱量保持液態(tai)。若假(jia)設成立,這將是除地(di)(di)球之(zhi)外,太陽系中唯一一個有大量的(de)液態(tai)水存在的(de)地(di)(di)方(fang)。
木衛二最(zui)醒目的外觀是遍布全球的一(yi)串串十字條(tiao)紋。較大的一(yi)個向外擴散到淡色物(wu)質地(di)帶,長近20千米(mi)。最(zui)近的有關它(ta)們(men)的起源理(li)論是:它(ta)們(men)由一(yi)連串火(huo)山噴出物(wu)或噴泉產生。
來自(zi)伽利略號兩(liang)次接(jie)近木衛(wei)二發(fa)回的(de)(de)(de)(de)(de)圖片看來驗證了(le)早期的(de)(de)(de)(de)(de)理論:木衛(wei)二上的(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)形山很(hen)少,只發(fa)現三個(ge)直(zhi)徑(jing)大于(yu)5千米(mi)的(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)形山。這表明它有一個(ge)年(nian)(nian)輕又(you)活(huo)躍的(de)(de)(de)(de)(de)表面(mian)。然(ran)而,旅(lv)行者號做(zuo)了(le)一小部分的(de)(de)(de)(de)(de)表面(mian)高清晰度地圖,木衛(wei)二的(de)(de)(de)(de)(de)表面(mian)精確年(nian)(nian)齡是一個(ge)懸而未決(jue)問題。但(dan)一些活(huo)動(dong)很(hen)顯然(ran)正在發(fa)生,有些區域看來很(hen)像春(chun)天到來時(shi)兩(liang)極海洋(yang)處冰塊融化的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)景。木衛(wei)二表面(mian)和(he)內(nei)部的(de)(de)(de)(de)(de)確切性質還不很(hen)清楚,但(dan)有一個(ge)表面(mian)“海洋(yang)”的(de)(de)(de)(de)(de)確切證據(ju)。
木衛(wei)(wei)(wei)二(er)是(shi)(shi)太陽系(xi)中(zhong)另一(yi)(yi)顆與眾不(bu)同的衛(wei)(wei)(wei)星。木衛(wei)(wei)(wei)二(er)是(shi)(shi)太陽系(xi)中(zhong)最(zui)明亮(liang)的一(yi)(yi)顆衛(wei)(wei)(wei)星,它之所以顯得如此明亮(liang)是(shi)(shi)由于它表面有(you)一(yi)(yi)層(ceng)厚厚的冰殼(ke),這層(ceng)冰殼(ke)上布滿了隕石撞擊(ji)坑和縱橫交錯的條紋。木衛(wei)(wei)(wei)二(er)的內部(bu)很可(ke)能(neng)是(shi)(shi)非常活躍的,在冰殼(ke)下(xia)面很可(ke)能(neng)隱藏了一(yi)(yi)個(ge)太陽系(xi)中(zhong)最(zui)大(da)的液態(tai)水海洋,這個(ge)海洋中(zhong)極有(you)可(ke)能(neng)存在著(zhu)生命(ming)。
1994年,哈(ha)勃空間望遠鏡(jing)的(de)Goddard高(gao)解(jie)釋度光(guang)譜儀觀測到,木衛(wei)(wei)二(er)的(de)表面(mian)包裹著一(yi)層(ceng)主要由氧構成的(de)極(ji)其(qi)(qi)稀薄的(de)大氣(1地表氣壓約1微帕(pa))。在已知的(de)太陽(yang)系的(de)所有(you)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)當(dang)中(zhong)只有(you)七顆具有(you)大氣層(ceng)(其(qi)(qi)他六星(xing)(xing)為(wei)木衛(wei)(wei)一(yi)、木衛(wei)(wei)四、土(tu)衛(wei)(wei)二(er)、木衛(wei)(wei)三、土(tu)衛(wei)(wei)六和(he)海衛(wei)(wei)一(yi))與地球不同,木衛(wei)(wei)二(er)大氣中(zhong)的(de)氧是非生(sheng)物來源的(de)。很可能是帶(dai)電粒(li)子(zi)的(de)撞擊和(he)陽(yang)光(guang)中(zhong)的(de)紫外線(xian)(xian)線(xian)(xian)的(de)照射(she)使木衛(wei)(wei)二(er)表面(mian)冰(bing)層(ceng)中(zhong)部分(fen)(fen)水分(fen)(fen)子(zi)分(fen)(fen)解(jie)成氧和(he)氫,氫因(yin)原子(zi)量低而逃逸(yi),原子(zi)量相(xiang)對較高(gao)的(de)氧則被保留下來。
木(mu)衛二與(yu)木(mu)星之間的(de)平均距離為(wei)670,900千米,公轉一(yi)周只(zhi)須三天半的(de)時間。它的(de)軌道十分接近(jin)正圓,偏心率僅0.009。跟其(qi)他的(de)伽利略衛星一(yi)樣,木(mu)衛二也被潮汐(xi)鎖(suo)定,因而有一(yi)個半球(qiu)永遠(yuan)朝向木(mu)星。由木(mu)星和其(qi)他衛星不同方向的(de)重(zhong)力牽引所轉化(hua)成的(de)熱和能量為(wei)有可能發生(sheng)的(de),冰層內部液(ye)化(hua)成海(hai)洋,以及驅(qu)動表層下(xia)的(de)地質運(yun)動提供了(le)必要的(de)條(tiao)件。
木(mu)衛(wei)二的(de)主(zhu)體構(gou)成(cheng)與類地行星相(xiang)似(si),即主(zhu)要由硅酸鹽(yan)巖石構(gou)成(cheng)。它的(de)表(biao)面由水覆蓋,據推測厚可達上(shang)百千米(上(shang)層(ceng)為凍結的(de)冰殼(ke),冰殼(ke)下(xia)是液態的(de)海洋(yang)),1995到2003年期間(jian)環(huan)繞木(mu)星進行科學考查(cha)的(de)伽利略號(hao)飛船(chuan)所采集(ji)到的(de)磁(ci)場數據表(biao)明,木(mu)衛(wei)二在(zai)木(mu)星磁(ci)場的(de)影響下(xia)自身能夠產生一(yi)個(ge)感應磁(ci)場,這一(yi)發現暗(an)示(shi)著,其(qi)表(biao)層(ceng)內部很可能存(cun)在(zai)與咸(xian)水海洋(yang)相(xiang)似(si)的(de)傳導層(ceng),木(mu)衛(wei)二可能還有一(yi)個(ge)金屬性(xing)的(de)鐵核。
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)某些地區(qu)也可以(yi)觀測到接近一(yi)公里的(de)落差。木衛(wei)二(er)是(shi)太陽系中最(zui)光滑的(de)天體。它(ta)那些顯(xian)眼的(de)縱(zong)橫交錯的(de)紋路,也就是(shi)所謂的(de)返照(zhao)特色,是(shi)由(you)低淺(qian)的(de)地形所造成。由(you)于撞擊(ji)坑非常(chang)少,木衛(wei)二(er)是(shi)返照(zhao)率(lv)最(zui)高的(de)衛(wei)星之(zhi)一(yi)。這(zhe)也暗示了(le)它(ta)的(de)表(biao)面是(shi)相當“年輕”和“活(huo)躍(yue)”的(de);基于對木衛(wei)二(er)可能經(jing)受的(de)彗(hui)星撞擊(ji)頻度的(de)估算,它(ta)的(de)“表(biao)面”年齡大概在(zai)2千萬(wan)到1億八(ba)千萬(wan)年之(zhi)間(jian)。
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)(de)(de)潮(chao)汐(xi)壓力(li)所造成;由(you)于木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)已(yi)被(bei)潮(chao)汐(xi)鎖定(ding)(ding),它總(zong)是(shi)保持一(yi)個(ge)方(fang)向對著木(mu)星,固(gu)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)壓力(li)模式應(ying)該可(ke)以形成特定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)可(ke)預測(ce)的(de)(de)(de)(de)破(po)例式樣(yang)。然而在(zai)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)表面上只有(you)新近出現(xian)的(de)(de)(de)(de)裂(lie)痕才符(fu)合預測(ce)的(de)(de)(de)(de)式樣(yang),其(qi)他的(de)(de)(de)(de)裂(lie)痕可(ke)以向各個(ge)方(fang)向延伸,年代(dai)越(yue)久遠的(de)(de)(de)(de)就越(yue)是(shi)如此。一(yi)個(ge)較合邏輯的(de)(de)(de)(de)解釋是(shi),木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)其(qi)表層(ceng)的(de)(de)(de)(de)自(zi)轉速度要(yao)略快于其(qi)內部(bu),冰(bing)面下的(de)(de)(de)(de)海洋將外(wai)殼與更(geng)下層(ceng)的(de)(de)(de)(de)地(di)幔分隔開,冰(bing)殼在(zai)木(mu)星的(de)(de)(de)(de)重(zhong)力(li)牽(qian)扯下被(bei)撕裂(lie)。對比旅行者號和伽利略號拍攝(she)的(de)(de)(de)(de)照片(pian)可(ke)測(ce)算(suan)出,大約每10,000年木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)的(de)(de)(de)(de)外(wai)殼會比其(qi)內部(bu)多自(zi)轉一(yi)周。
木(mu)衛二(er)另一(yi)個(ge)顯(xian)(xian)著的(de)(de)(de)(de)特(te)征就是(shi)(shi)遍布四野的(de)(de)(de)(de)或大或小(xiao)或圓(yuan)或橢(tuo)的(de)(de)(de)(de)暗(an)斑(ban),拉丁(ding)文作(zuo)lenticulae,義為“雀斑(ban)”。這些(xie)暗(an)斑(ban)有(you)的(de)(de)(de)(de)突(tu)起如穹有(you)的(de)(de)(de)(de)凹陷如坑(keng)有(you)的(de)(de)(de)(de)平坦如鏡,也有(you)的(de)(de)(de)(de)紋理紛(fen)糅粗糙。突(tu)起的(de)(de)(de)(de)小(xiao)丘多頂(ding)部(bu)平整,顯(xian)(xian)見(jian)著原(yuan)本是(shi)(shi)與(yu)周(zhou)遭(zao)的(de)(de)(de)(de)平原(yuan)一(yi)體,受推(tui)擠上抬而形成(cheng)。據推(tui)想,暗(an)斑(ban)的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)是(shi)(shi)下層溫度(du)較高的(de)(de)(de)(de)“暖冰”在透刺(diapir)作(zuo)用下向上涌(yong)升而穿透表層的(de)(de)(de)(de)“寒冰”所致,其(qi)運動機理與(yu)(地(di)球)地(di)殼內部(bu)的(de)(de)(de)(de)熔巖(yan)窨(magma chamber)相似。光滑的(de)(de)(de)(de)暗(an)斑(ban)是(shi)(shi)“暖冰”沖破表殼時有(you)融水滲出(chu)所造(zao)成(cheng),那些(xie)粗糙雜錯(cuo)的(de)(de)(de)(de)斑(ban)痕(又被稱(cheng)作(zuo)“混沌(dun)”(chaos)區(qu)域,如康納馬(ma)拉混沌(dun))是(shi)(shi)由大量細小(xiao)的(de)(de)(de)(de)表殼碎片鑲嵌在暗(an)色(se)的(de)(de)(de)(de)圓(yuan)丘中(zhong)所構(gou)成(cheng),就像是(shi)(shi)極地(di)海洋中(zhong)漂浮的(de)(de)(de)(de)冰山(地(di)球)。
木衛二的表面溫度在赤道地區平均為110K(-163℃),兩極更低,只有50K(-223℃),所(suo)(suo)以表(biao)面(mian)的(de)水是永久凍結的(de)。但是潮汐力所(suo)(suo)提供的(de)熱能(neng)可能(neng)會使表(biao)面(mian)冰層以下的(de)水保持液態。這個猜想最初由(you)針對(dui)潮汐熱的(de)一系(xi)列推測所(suo)(suo)引(yin)發(略為偏心的(de)軌道(dao)和木衛二(er)與其他伽利略衛星之間的(de)軌道(dao)共(gong)振所(suo)(suo)產(chan)生的(de)后果)。
據推測木衛二的(de)(de)地(di)形(xing)特(te)征意味著冰(bing)下海(hai)洋的(de)(de)存(cun)在(zai)。有(you)(you)學者將木衛二表(biao)面(mian)(mian)極(ji)富特(te)色的(de)(de)混亂地(di)帶解(jie)釋(shi)為下層海(hai)水滲出地(di)表(biao)而造成。但(dan)是(shi)這一解(jie)釋(shi)爭議(yi)極(ji)大,多(duo)數(shu)對(dui)木衛二進行研究的(de)(de)地(di)質學家更傾向(xiang)于支持一個被(bei)稱作“厚冰(bing)”模型的(de)(de)理論,他們認為即便存(cun)在(zai)這樣的(de)(de)海(hai)洋,也(ye)幾(ji)(ji)乎(hu)不可能對(dui)表(biao)面(mian)(mian)造成直(zhi)接的(de)(de)影響。對(dui)冰(bing)殼厚度(du)的(de)(de)估算也(ye)存(cun)在(zai)相當大的(de)(de)分歧(qi),有(you)(you)認為是(shi)幾(ji)(ji)千(qian)米的(de)(de),也(ye)有(you)(you)認為是(shi)數(shu)十千(qian)米的(de)(de)。
如果身處木(mu)星的衛(wei)星木(mu)衛(wei)二(er)(er),可以看(kan)到(dao)高達200千(qian)米的壯觀噴泉。這可能是木(mu)衛(wei)二(er)(er)冰(bing)凍表面(mian)下隱藏著(zhu)一(yi)個巨大海(hai)洋(yang)的最好證據(ju)。美國和(he)德國研究(jiu)人員2013年12月(yue)12日(ri)在《科學》雜志(zhi)上(shang)報告說,他(ta)們(men)利用(yong)哈勃太空望(wang)遠鏡于2012年11月(yue)和(he)12月(yue)以及1999年所(suo)拍攝的圖像(xiang),確定在木(mu)衛(wei)二(er)(er)南半球的兩個不同區域有(you)著(zhu)過多的氫和(he)氧(yang),而(er)(er)解釋(shi)只有(you)一(yi)個,那(nei)就是這些(xie)氫和(he)氧(yang)是從木(mu)衛(wei)二(er)(er)噴射出(chu)來的水被電解而(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)(wei)二(er)距離(li)木(mu)星(xing)最遠(yuan)處出(chu)現,在最接近(jin)木(mu)星(xing)時消失,研究人(ren)員(yuan)推測,木(mu)星(xing)對木(mu)衛(wei)(wei)二(er)的(de)(de)潮汐引力發揮了重要(yao)作用,它可能導致木(mu)衛(wei)(wei)二(er)表面冰層(ceng)在最遠(yuan)點(dian)時出(chu)現裂縫(feng),而噴(pen)(pen)泉(quan)就從(cong)這些(xie)裂縫(feng)中噴(pen)(pen)射而出(chu),當到達木(mu)星(xing)近(jin)點(dian),這些(xie)裂縫(feng)則逐漸閉合(he)。噴(pen)(pen)泉(quan)的(de)(de)出(chu)現說明(ming)木(mu)衛(wei)(wei)二(er)冰凍表層(ceng)的(de)(de)部(bu)分區域可能很容易被內部(bu)的(de)(de)海洋“突破”,而這對將來探索木(mu)衛(wei)(wei)二(er)是否宜(yi)居具有重要(yao)意義。因為這種間(jian)歇性的(de)(de)噴(pen)(pen)泉(quan)會將木(mu)衛(wei)(wei)二(er)表面和深層(ceng)的(de)(de)物質噴(pen)(pen)向高空(kong),將來研究木(mu)衛(wei)(wei)二(er)成分就無需在冰層(ceng)上鉆(zhan)孔。
木(mu)衛(wei)二(er)(er)(er)上(shang)的(de)(de)噴(pen)(pen)泉可(ke)能(neng)類似于土星的(de)(de)衛(wei)星土衛(wei)二(er)(er)(er)上(shang)的(de)(de)噴(pen)(pen)泉,土衛(wei)二(er)(er)(er)上(shang)的(de)(de)噴(pen)(pen)泉是從非常狹窄的(de)(de)裂隙中(zhong)逃逸(yi)出(chu)的(de)(de)高壓水汽排放所致。不過木(mu)衛(wei)二(er)(er)(er)上(shang)的(de)(de)重力比(bi)土衛(wei)二(er)(er)(er)大12倍(bei),因而木(mu)衛(wei)二(er)(er)(er)的(de)(de)噴(pen)(pen)泉不會像土衛(wei)二(er)(er)(er)那樣大部分逃逸(yi)到(dao)(dao)太空中(zhong),而是噴(pen)(pen)發到(dao)(dao)201千米的(de)(de)高度時落回木(mu)衛(wei)二(er)(er)(er)表面(mian)。
長久以(yi)來(lai),許多科學家(jia)認(ren)為(wei)木(mu)衛二(er)(er)(er)(er)是(shi)太陽(yang)系中除(chu)地球(qiu)外最有(you)(you)可能(neng)存在(zai)生命的(de)星球(qiu),這是(shi)因(yin)為(wei)在(zai)木(mu)衛二(er)(er)(er)(er)表(biao)面冰層下隱藏著一個巨大海洋,而有(you)(you)液(ye)態(tai)水就有(you)(you)可能(neng)存在(zai)生命。美國航天局2013年12月(yue)11日還宣布(bu),在(zai)木(mu)衛二(er)(er)(er)(er)表(biao)面首次(ci)發(fa)現了黏土型礦物,這意味著木(mu)衛二(er)(er)(er)(er)可能(neng)存在(zai)對形成生命至關(guan)重要(yao)的(de)有(you)(you)機物。
木(mu)衛(wei)二表面為數不多(duo)的(de)幾個大(da)(da)形的(de)撞擊坑就是支持“厚(hou)冰”模型的(de)最(zui)佳證據。最(zui)大(da)(da)的(de)一(yi)個撞擊坑被若干(gan)同心(xin)圓圈所環繞,坑內被新鮮的(de)冰填充得相當平整(zheng)。以此為基礎再結合對潮汐(xi)力所生成的(de)熱(re)能(neng)的(de)估算,所推測(ce)出冰殼厚(hou)度(du)在10到30千(qian)米之(zhi)間,這(zhe)就意(yi)味著冰下的(de)海(hai)洋可(ke)能(neng)深達100千(qian)米。
伽利略(lve)號軌道飛行器(qi)還觀測到,木(mu)(mu)衛(wei)二(er)在通(tong)過木(mu)(mu)星巨(ju)大(da)的(de)(de)(de)(de)磁場(chang)時自身會(hui)產生一(yi)(yi)個(ge)強(qiang)度(du)呈周期性變化的(de)(de)(de)(de)弱磁場(chang)(其(qi)強(qiang)度(du)與木(mu)(mu)衛(wei)四接近,約(yue)為木(mu)(mu)衛(wei)三磁場(chang)的(de)(de)(de)(de)四分(fen)(fen)之一(yi)(yi))。有(you)猜測認為,冰下(xia)(xia)咸水海洋中的(de)(de)(de)(de)極性離子(zi)是(shi)(shi)該(gai)磁場(chang)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)因。另(ling)有(you)光譜分(fen)(fen)析的(de)(de)(de)(de)證據表(biao)明,木(mu)(mu)衛(wei)二(er)表(biao)面裂痕(hen)中微顯淡(dan)(dan)紅色的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)質有(you)可能是(shi)(shi)從冰下(xia)(xia)滲出(chu)的(de)(de)(de)(de)海水揮發后沉(chen)積下(xia)(xia)來(lai)的(de)(de)(de)(de)鹽(比(bi)如硫(liu)酸鎂),硫(liu)化氫也(ye)(ye)是(shi)(shi)這一(yi)(yi)現象(xiang)的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)個(ge)合理的(de)(de)(de)(de)解釋(shi)。但是(shi)(shi),由于這兩種(zhong)物(wu)(wu)質的(de)(de)(de)(de)純凈物(wu)(wu)都是(shi)(shi)無(wu)色或白色的(de)(de)(de)(de),別的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)些物(wu)(wu)質也(ye)(ye)被用于解釋(shi)淡(dan)(dan)紅色的(de)(de)(de)(de)成(cheng)因,比(bi)如含(han)有(you)硫(liu)磺的(de)(de)(de)(de)混合物(wu)(wu)等。
木(mu)(mu)衛(wei)二(er)(er)的(de)質量太小,以(yi)至于木(mu)(mu)星的(de)其他(ta)衛(wei)星的(de)引(yin)力嚴重影響到它。在木(mu)(mu)星和木(mu)(mu)星其他(ta)衛(wei)星的(de)引(yin)力牽引(yin)下,在木(mu)(mu)衛(wei)二(er)(er)上出現了(le)潮(chao)汐摩(mo)擦力,使木(mu)(mu)衛(wei)二(er)(er)升溫,從而(er)使冰和液態(tai)水從木(mu)(mu)衛(wei)二(er)(er)表面噴發,場(chang)面非常壯觀。就像地球上的(de)火山那(nei)樣,只不(bu)過,木(mu)(mu)衛(wei)二(er)(er)上的(de)冰火山噴發的(de)是冰和液態(tai)水。
木(mu)(mu)星的(de)(de)(de)第(di)一(yi)顆(ke)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星上(shang)有(you)(you)火(huo)山,而(er)第(di)二(er)顆(ke)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)上(shang)卻有(you)(you)冰(bing)(bing)(bing)川,與木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi)截然相反,這使(shi)科學(xue)家(jia)們感到(dao)困惑不(bu)解。木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)是一(yi)個(ge)寧(ning)靜(jing)的(de)(de)(de)世界。它(ta)(ta)(ta)的(de)(de)(de)地(di)勢非常(chang)平坦(tan),最高(gao)的(de)(de)(de)丘陵(ling)才(cai)50米。它(ta)(ta)(ta)的(de)(de)(de)表面覆蓋著一(yi)層晶瑩(ying)剔透的(de)(de)(de)冰(bing)(bing)(bing)層。科學(xue)家(jia)收到(dao)了(le)宇(yu)宙探測(ce)器“旅行者”2號發回的(de)(de)(de)照片,通(tong)過研究,推測(ce)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)有(you)(you)一(yi)個(ge)帶冰(bing)(bing)(bing)殼的(de)(de)(de)固體核心(xin),而(er)且在冰(bing)(bing)(bing)殼和(he)核心(xin)之間(jian),可能有(you)(you)一(yi)層液態(tai)水。正是這樣的(de)(de)(de)構造,形成了(le)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)平坦(tan)的(de)(de)(de)地(di)形,并使(shi)它(ta)(ta)(ta)承受了(le)隕石以及小行星的(de)(de)(de)撞擊(ji)而(er)不(bu)變形。天(tian)文學(xue)家(jia)史(shi)蒂文森等人(ren)計算了(le)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)的(de)(de)(de)熱(re)耗散,證實在核心(xin)和(he)冰(bing)(bing)(bing)殼之間(jian)確實存在一(yi)個(ge)液態(tai)水層。他們通(tong)過幾(ji)種不(bu)同(tong)模式的(de)(de)(de)實驗,得(de)出了(le)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)在25千米深的(de)(de)(de)冰(bing)(bing)(bing)層下,存在著一(yi)個(ge)地(di)下海洋的(de)(de)(de)結論。
美國(guo)航宇局(ju)伽(jia)利略號木(mu)星(xing)探測器(qi)最(zui)新發回的圖像表明,木(mu)星(xing)的衛星(xing)木(mu)星(xing)二(er)(er)上(shang)(shang)有(you)大(da)量的液(ye)態(tai)水,它(ta)表面上(shang)(shang)的冰幔只有(you)1~2公里厚,并有(you)內部火山熱(re)源存在。這是迄(qi)今為止關于某個地(di)外天體上(shang)(shang)有(you)液(ye)態(tai)水存在的最(zui)強有(you)力的證據,也增大(da)了人(ren)們(men)搜尋到(dao)地(di)外生(sheng)命(ming)的可(ke)能(neng)性。如(ru)果木(mu)衛二(er)(er)真如(ru)科學家(jia)們(men)設想的那樣還存在著有(you)機化合物,那么它(ta)就(jiu)滿足了生(sheng)命(ming)存在的條件。
伽利略(lve)探測(ce)器在(zai)離木(mu)衛二(er)僅586公里處飛過時拍攝的(de)(de)照片(pian)顯(xian)示,似乎有是(shi)(shi)(shi)一些(xie)冰(bing)山(shan)(shan)漂浮(fu)在(zai)被冰(bing)覆蓋的(de)(de)海(hai)面上(shang)。這些(xie)冰(bing)山(shan)(shan)最大的(de)(de)有13公里寬,可(ke)以明(ming)顯(xian)地看出是(shi)(shi)(shi)從帶(dai)溝槽的(de)(de)地帶(dai)上(shang)斷裂下(xia)來的(de)(de)。科學家們對(dui)于(yu)照片(pian)上(shang)的(de)(de)特征(zheng)與(yu)地球北極(ji)區照片(pian)的(de)(de)相似程(cheng)度(du)感(gan)到吃(chi)驚。伽利略(lve)早先發回的(de)(de)圖(tu)像曾表明(ming)木(mu)衛二(er)有表面運(yun)(yun)動(dong)現象,但運(yun)(yun)動(dong)特征(zheng)的(de)(de)尺度(du)約有80公里,可(ke)能歸結于(yu)無液體參與(yu)的(de)(de)板塊運(yun)(yun)動(dong)。這次發現的(de)(de)冰(bing)山(shan)(shan)是(shi)(shi)(shi)漂浮(fu)在(zai)液體上(shang),而不是(shi)(shi)(shi)在(zai)具有可(ke)延性的(de)(de)地幔(man)上(shang)。
從冰(bing)山(shan)投下(xia)的(de)陰(yin)影可以(yi)算出它們比周圍的(de)冰(bing)海(hai)高(gao)出100~200米。假(jia)定同地球(qiu)上(shang)一樣,冰(bing)的(de)密度比液態水低(di)約(yue)10%,那么冰(bing)山(shan)約(yue)90%的(de)部分應(ying)在(zai)冰(bing)面以(yi)下(xia)。這(zhe)就(jiu)是說,冰(bing)山(shan)的(de)厚(hou)度應(ying)在(zai)1~2公里。
在(zai)照片(pian)上(shang)(shang)這片(pian)凍結的(de)海面(mian)上(shang)(shang)只(zhi)找(zhao)到了兩處撞(zhuang)擊(ji)坑(keng),說明(ming)這里(li)的(de)形(xing)成(cheng)年代(dai)可(ke)能(neng)還(huan)不(bu)到100萬年。這增加(jia)了這片(pian)區域是新形(xing)成(cheng)的(de)、還(huan)存在(zai)液(ye)態水的(de)可(ke)能(neng)性,而(er)且這種(zhong)現象在(zai)木(mu)衛二的(de)其它地方可(ke)能(neng)也(ye)存在(zai)。新發現的(de)證據(ju)表(biao)明(ming),木(mu)衛二的(de)整個(ge)表(biao)面(mian)年輕幾個(ge)數(shu)量級。估計是利用分辨(bian)率不(bu)足(zu)1公里(li)的(de)大(da)范圍圖(tu)像,根據(ju)大(da)型(xing)撞(zhuang)擊(ji)坑(keng)(直徑約10公里(li)左(zuo)右)的(de)數(shu)目(mu)做(zuo)出的(de),但某些這種(zhong)“撞(zhuang)擊(ji)”坑(keng)的(de)近視圖(tu)像顯示它們實際(ji)上(shang)(shang)是由木(mu)衛二內部(bu)現象引起的(de)表(biao)面(mian)再(zai)造過(guo)程(cheng)形(xing)成(cheng)的(de)。例如,在(zai)70米分辨(bian)率的(de)近視圖(tu)像上(shang)(shang)看(kan)得(de)很清楚的(de)一(yi)個(ge)多邊形(xing)凹陷(xian)在(zai)大(da)范圍圖(tu)像上(shang)(shang)就(jiu)被(bei)錯認為是一(yi)處撞(zhuang)擊(ji)坑(keng)。
高分辨率還使得研究人(ren)員能夠數出(chu)數量(liang)較多的(de)小型撞擊坑(直徑0.1~1公里(li))的(de)數目,這些(xie)數據使撞擊坑尺寸/密度(du)分布比按10億年表面壽命估計的(de)數值低(di)(di)3個(ge)數量(liang)級。這意(yi)味著該(gai)衛(wei)星的(de)某些(xie)區(qu)域比原來估計的(de)年齡低(di)(di)1000倍。要把撞擊坑數目轉(zhuan)化(hua)為木(mu)(mu)星表面年齡數據不是件容(rong)易的(de)事,原因是人(ren)們對木(mu)(mu)星附(fu)近流星通過量(liang)的(de)了(le)解不像對地(di)球附(fu)近那樣充分。
美國宇航局發現在木星的(de)(de)(de)衛星——木衛二(er)的(de)(de)(de)冰層(ceng)下(xia)方存在一個(ge)巨大的(de)(de)(de)咸水(shui)(shui)湖(hu)泊,其水(shui)(shui)量(liang)大致(zhi)相(xiang)當于(yu)北(bei)美地區著(zhu)名的(de)(de)(de)五大湖(hu)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)量(liang)總和。
這個新發(fa)現(xian)(xian)的(de)湖泊位于木衛二的(de)地表(biao)(biao)冰層下(xia)方(fang)大約3公里處(chu),它代表(biao)(biao)了(le)太陽系中人類發(fa)現(xian)(xian)的(de)最新一處(chu)潛在的(de)生命孕育(yu)所,同時也被認(ren)為是(shi)除了(le)地球之外太陽系中最適合生命生存的(de)環境之一。
科學(xue)(xue)家利(li)用伽利(li)略號探(tan)(tan)測(ce)(ce)器拍攝(she)的(de)(de)(de)圖像(xiang)與(yu)地(di)(di)球上(shang)高緯度冰(bing)山漂浮地(di)(di)區(qu)和冰(bing)蓋地(di)(di)區(qu)圖像(xiang)進(jin)(jin)行(xing)對比分析,初步證實(shi)“混雜(za)地(di)(di)貌”(由伽利(li)略號探(tan)(tan)測(ce)(ce)器所拍攝(she)的(de)(de)(de)圖像(xiang)上(shang)那些曾經讓(rang)人困惑(huo)的(de)(de)(de)兩(liang)個大致(zhi)呈現圓形(xing),似乎崎嶇不(bu)平的(de)(de)(de)區(qu)域(yu))是漂浮的(de)(de)(de)冰(bing)山相互碰(peng)撞形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)無規(gui)則聚合體(ti),但是要想進(jin)(jin)一步確認這一發(fa)現,科學(xue)(xue)家們(men)還需(xu)要更加(jia)詳盡的(de)(de)(de)數(shu)據,這就需(xu)要借助(zhu)攜(xie)帶有(you)能(neng)夠穿透冰(bing)層雷達的(de)(de)(de)探(tan)(tan)測(ce)(ce)器進(jin)(jin)行(xing)近(jin)距離觀(guan)察(cha)。美國(guo)宇航局正在(zai)考(kao)慮在(zai)2022年(nian)之(zhi)前發(fa)射一艘這樣的(de)(de)(de)飛船(chuan),攜(xie)帶專門設備(bei)抵近(jin)木衛二展開考(kao)察(cha)。
木衛二的冰層(ceng)下方可能(neng)還(huan)存在更多其它(ta)未(wei)被發現的湖(hu)(hu)泊(bo)。考慮(lv)到這(zhe)些冰下湖(hu)(hu)的上(shang)覆冰層(ceng)在某些地區可能(neng)比較薄,厚度僅有(you)數十米(mi),這(zhe)就(jiu)為未(wei)來(lai)探尋這(zhe)些湖(hu)(hu)泊(bo)中潛(qian)在的生命(ming)跡(ji)象提供了很大(da)的便利。這(zhe)種較小的冰層(ceng)厚度可能(neng)意味著(zhu)未(wei)來(lai)或許將有(you)更多的機會可以(yi)在這(zhe)里著(zhu)陸,并(bing)獲得來(lai)自(zi)這(zhe)些冰下湖(hu)(hu)的沉(chen)積取樣用(yong)以(yi)研究。
木衛二(er)是(shi)不是(shi)像木衛一一般被(bei)引潮力(li)“摩擦”加(jia)熱?多少程度?是(shi)不是(shi)在冰(bing)下隱(yin)藏了(le)(le)什么火山作用呢?據(ju)英國有關媒體報道稱,為了(le)(le)更深入(ru)地研(yan)究這(zhe)(zhe)顆(ke)木星的(de)(de)天然衛星,科(ke)學家(jia)(jia)們(men)還計劃發射(she)探(tan)測器(qi)前往木衛二(er)進行近距離觀測研(yan)究。科(ke)學家(jia)(jia)們(men)之所以對木衛二(er)存(cun)在著濃(nong)厚(hou)的(de)(de)研(yan)究興趣,是(shi)因為他們(men)認為木衛二(er)厚(hou)密的(de)(de)冰(bing)層底下存(cun)在著大量的(de)(de)液態水。美國科(ke)學家(jia)(jia)們(men)繪制出的(de)(de)這(zhe)(zhe)張木衛二(er)地質(zhi)圖(tu)將幫助(zhu)科(ke)學家(jia)(jia)們(men)更多地了(le)(le)解這(zhe)(zhe)顆(ke)衛星的(de)(de)地質(zhi)演化史(shi)和(he)確定今后對其進行深入(ru)研(yan)究的(de)(de)基本方向(xiang)。這(zhe)(zhe)張地質(zhi)圖(tu)是(shi)科(ke)學家(jia)(jia)們(men)依據(ju)“伽(jia)利略”號和(he)“旅行者(zhe)2號”探(tan)測器(qi)獲取的(de)(de)資料繪制的(de)(de)。
眾所(suo)周知,1998年-2003年,“伽利略”號和“旅行者2號“分別(bie)對(dui)木(mu)星(xing)及其衛星(xing)進行了較近距離的探(tan)測(ce)(ce)研究(jiu)。根(gen)據(ju)獲(huo)取的資料科學家們(men)推斷稱,木(mu)衛二表面的地(di)質歷(li)史相對(dui)年輕(qing)但富于變化,同時木(mu)衛二上很少有(you)火(huo)山活動。它上面存在的諸(zhu)多(duo)巨型(xing)裂谷很可能是(shi)木(mu)星(xing)強大的引力所(suo)致。據(ju)亞利桑那大學行星(xing)地(di)質學教研室主(zhu)任勞恩-格里利表示,繪制木(mu)衛二地(di)質圖最大的困難在于科學家們(men)是(shi)否信任探(tan)測(ce)(ce)器發回的有(you)關探(tan)測(ce)(ce)資料。
“旅(lv)行者-2”號探測(ce)器(qi)所拍(pai)攝的木衛(wei)二(er)(er)表(biao)(biao)面照(zhao)片清晰度為每像(xiang)素2公里。而“伽利略”號在圍繞木星(xing)及其(qi)衛(wei)星(xing)飛(fei)行時所拍(pai)攝的照(zhao)片清晰度可(ke)(ke)達每像(xiang)素12.6-0.23公里。在繪制這張(zhang)木衛(wei)二(er)(er)地(di)質(zhi)圖時科(ke)(ke)學(xue)家(jia)們綜(zong)合了這兩(liang)枚探測(ce)器(qi)提供(gong)的數據資料。認為木衛(wei)二(er)(er)上(shang)存在有(you)關生命(ming)的科(ke)(ke)學(xue)家(jia)們還(huan)持(chi)有(you)這樣(yang)的觀點(dian),木衛(wei)二(er)(er)擁有(you)生命(ming)誕生所必(bi)需的一(yi)(yi)切條(tiao)件,那就(jiu)是(shi)它上(shang)面存在著液(ye)態水(shui)、豐富的能源(yuan)(主要指木星(xing)的強大引力)和有(you)機化(hua)合物。如(ru)果木衛(wei)二(er)(er)上(shang)真存在生命(ming),那么這些生命(ming)將類似于(yu)(yu)地(di)球深海(hai)熱水(shui)條(tiao)件下生存的有(you)機體。2015年后科(ke)(ke)學(xue)家(jia)們將向木星(xing)及其(qi)衛(wei)星(xing)發射一(yi)(yi)枚專門的探測(ce)器(qi)。勞恩(en)-格(ge)里利和來自(zi)美國局噴氣推進實驗室的羅伯特(te)-帕帕拉(la)爾(er)多(duo)將率領(ling)數十名天文專家(jia)來研究如(ru)何去探測(ce)木星(xing)系統,包括探測(ce)器(qi)沿怎樣(yang)的飛(fei)行軌(gui)道飛(fei)行、將搭載哪些科(ke)(ke)研儀(yi)器(qi)和設備(bei)等。科(ke)(ke)學(xue)家(jia)們還(huan)希望向木衛(wei)二(er)(er)發射一(yi)(yi)枚配備(bei)有(you)機器(qi)人(ren)的探測(ce)器(qi),以(yi)便于(yu)(yu)能夠深入木衛(wei)二(er)(er)冰(bing)層以(yi)下研究其(qi)地(di)下水(shui)。不過,這一(yi)(yi)想法實施起(qi)來非常困難,因(yin)為木衛(wei)二(er)(er)表(biao)(biao)面覆(fu)蓋的冰(bing)層可(ke)(ke)能達20公里厚。
據英國科學家們(men)約翰-扎爾涅茨基稱,欲(yu)研(yan)究木衛二(er)必須得先(xian)發(fa)射軌道探測(ce)器以探知冰(bing)層以下到底是什么,然后再利用(yong)其它探測(ce)器去探個究竟(jing)。
科學(xue)(xue)家們發(fa)現(xian)木(mu)衛二(er)的(de)極地旋轉軸偏移了近(jin)90度,像這樣的(de)極端變化表(biao)明在木(mu)星(xing)冰殼表(biao)面之下蘊藏著液態海洋,這將進(jin)一步說明木(mu)衛二(er)很可(ke)能孕育著地外生命體。這項研(yan)究(jiu)是由(you)卡內(nei)基(ji)研(yan)究(jiu)所、月球(qiu)和行星(xing)研(yan)究(jiu)協會和加州(zhou)大學(xue)(xue)圣克魯茲分(fen)校的(de)科學(xue)(xue)家聯合負責的(de),該(gai)研(yan)究(jiu)報告(gao)發(fa)表(biao)在《自然》雜志上。
卡內基研(yan)究所地(di)磁部的伊薩姆氰禚(zhuo)蘇亞馬是該聯合研(yan)究小(xiao)組成員之一,他使用“航行(xing)者”號、“伽利略”號和“新地(di)平線(xian)”號宇(yu)宙(zhou)飛船拍攝(she)的圖片(pian)繪制了木(mu)衛(wei)二表面上直徑超過500公里(li)的大(da)型弧狀盆(pen)地(di)。據悉,木(mu)衛(wei)二的半徑為1500公里(li),略微地(di)比月球要小(xiao)一些(xie)。
通(tong)過對(dui)比木衛二(er)極(ji)地(di)旋轉軸(zhou)偏移(yi)施(shi)壓形成的(de)盆地(di)斷裂地(di)形特征,研究(jiu)人員測量極(ji)地(di)旋轉軸(zhou)偏移(yi)了80多(duo)度(du)(du),之前旋轉軸(zhou)位于當前赤道旁(pang)10度(du)(du)左右位置。
木衛二極地(di)旋轉(zhuan)軸(zhou)猛烈的(de)偏移很可能是由于(yu)極地(di)表面以下存在著(zhu)厚(hou)厚(hou)的(de)冰層。馬特蘇(su)亞馬說,“旋轉(zhuan)體需要在最大(da)程度(du)的(de)旋轉(zhuan)軸(zhou)變化基礎上尋求穩(wen)定(ding)平衡。對(dui)于(yu)木衛二而言,其外殼(ke)的(de)厚(hou)度(du)不(bu)一致(zhi)將(jiang)導致(zhi)很大(da)程度(du)上的(de)不(bu)平衡,因此木衛二在運行中必須改(gai)變旋轉(zhuan)軸(zhou)尋求新的(de)穩(wen)定(ding)狀態(tai)。”
像這(zhe)(zhe)樣的(de)(de)變(bian)化被稱為“真實(shi)極地(di)偏移(yi)”,并不像由于板地(di)筑造(zao)學上的(de)(de)視覺漂移(yi)。在(zai)(zai)地(di)球、火星和土星的(de)(de)土衛(wei)(wei)二上也(ye)存在(zai)(zai)著真實(shi)極地(di)偏移(yi)。馬(ma)特蘇亞馬(ma)稱,我們的(de)(de)研究(jiu)也(ye)將木衛(wei)(wei)二列入其中,這(zhe)(zhe)說明我們需要對(dui)這(zhe)(zhe)顆行星進行更多(duo)的(de)(de)重新定位研究(jiu)。
同時這項研究暗示(shi)(shi)著木衛(wei)二(er)(er)內(nei)部(bu)有(you)液態水(shui)存在,科學(xue)家(jia)基于宇宙飛船拍攝的照片(pian)(pian)曾猜測這顆行星有(you)廣闊的地下海(hai)洋,這些照片(pian)(pian)揭示(shi)(shi)木衛(wei)二(er)(er)表(biao)面以(yi)下有(you)斷(duan)裂的冰表(biao)面。木衛(wei)二(er)(er)重力(li)作用形成的潮汐力(li)可(ke)(ke)將地下冰殼海(hai)洋加熱(re)成為熱(re)態水(shui),即使地下海(hai)洋切斷(duan)了太陽(yang)能來源,但是熱(re)量和液態水(shui)也有(you)可(ke)(ke)以(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(jin)許(xu)多科學家都相信,木(mu)衛二(er)表面沒有陸地,而在(zai)厚(hou)厚(hou)的(de)(de)冰層之下存在(zai)著一個覆蓋全球(qiu)的(de)(de)海洋,海洋深(shen)度大(da)約為160公里(li)。格(ge)(ge)林博(bo)格(ge)(ge)的(de)(de)最(zui)新研究表明,木(mu)衛二(er)的(de)(de)海洋正(zheng)在(zai)吸收大(da)量的(de)(de)氧氣,它所吸收的(de)(de)氧氣量比此前的(de)(de)模擬預(yu)測結果還要多得多。科學家認為,這些(xie)氧氣足夠支持(chi)多種生(sheng)命形態(tai)的(de)(de)存在(zai),從理(li)論上講,木(mu)衛二(er)海洋中(zhong)至(zhi)少應該存在(zai)300萬噸類魚生(sheng)物。格(ge)(ge)林博(bo)格(ge)(ge)解釋說(shuo),“盡管目前還不(bu)能說(shuo)那里(li)肯定存在(zai)生(sheng)命,但我(wo)們至(zhi)少知道那里(li)的(de)(de)物理(li)環境支持(chi)生(sheng)命的(de)(de)存在(zai)。”
美國伍茲海(hai)爾深(shen)海(hai)生(sheng)態學家蒂莫(mo)西-尚(shang)克認(ren)為,木(mu)衛二的海(hai)底環境(jing)與地(di)球(qiu)(qiu)海(hai)洋底部的“熱液出口”具有極(ji)大(da)的相(xiang)似(si)性(xing)。眾所周知,地(di)球(qiu)(qiu)海(hai)底熱液出口處存在著許(xu)多生(sheng)命(ming)形態。因(yin)此(ci)尚(shang)克堅持認(ren)為,“如果木(mu)衛二上沒有生(sheng)命(ming),那才是奇(qi)怪的事。”
有關(guan)木衛二(er)的(de)(de)大多數知(zhi)識都獲取自旅(lv)行者(zhe)和伽利略兩次任務中的(de)(de)飛掠(lve)觀測(ce)(flyby)。
計劃一
雄心勃勃的(de)木星軌道器計劃已(yi)于2005年(nian)取消,但是還(huan)有各種各樣針對木衛二的(de)未來(lai)探索(suo)任務(wu)的(de)議(yi)案被不斷的(de)的(de)提出。
2006年NASA(美(mei)國航空暨太空總署)的(de)(de)(de)(de)預(yu)(yu)算(suan)中編列了應美(mei)國國會的(de)(de)(de)(de)口頭提請為未來的(de)(de)(de)(de)環航木衛(wei)二計(ji)劃(hua)(hua)(hua)而建立基金。在(zai)設想中,該(gai)計(ji)劃(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)任務包括:通(tong)過(guo)重力和(he)高度(du)的(de)(de)(de)(de)測量(liang)手段確認(ren)(ren)木衛(wei)二的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)冰(bing)(bing)殼下(xia)是否存在(zai)海洋;大(da)范圍地對(dui)地表(biao)進(jin)行高解析(xi)拍攝,通(tong)過(guo)光譜分析(xi)以確認(ren)(ren)其表(biao)面(mian)物質的(de)(de)(de)(de)化學(xue)成(cheng)分;以及利(li)用穿冰(bing)(bing)雷達對(dui)冰(bing)(bing)層(ceng)進(jin)行穿透探測等(deng)。該(gai)計(ji)劃(hua)(hua)(hua)甚至考(kao)慮讓飛船攜帶一個小型的(de)(de)(de)(de)著陸裝置(zhi),利(li)用此裝置(zhi)直接(jie)分析(xi)木衛(wei)二表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)化學(xue)成(cheng)分,同時采集地震波數據(ju)以確定(ding)冰(bing)(bing)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)厚度(du)和(he)活躍程度(du)。然而不可(ke)確知該(gai)計(ji)劃(hua)(hua)(hua)是否有(you)切實啟動的(de)(de)(de)(de)可(ke)能,NASA2007年度(du)的(de)(de)(de)(de)預(yu)(yu)算(suan)編列中就(jiu)沒(mei)有(you)這項資(zi)金。
計劃二
另一個可(ke)行的(de)計劃是使(shi)用(yong)與(yu)深度撞(zhuang)擊(ji)(DI)計劃相(xiang)似的(de)撞(zhuang)擊(ji)器(qi)(qi)。用(yong)撞(zhuang)擊(ji)器(qi)(qi)猛烈(lie)撞(zhuang)擊(ji)木衛二(er)表面(mian)以(yi)激起(qi)(qi)碎屑煙(yan)霧,讓一艘小型飛船(chuan)穿過煙(yan)霧收集(ji)碎屑。因無須從木星(xing)或(huo)木衛二(er)的(de)環航軌道(dao)上(shang)發(fa)射著陸器(qi)(qi)——當然也省略了從衛星(xing)上(shang)重新起(qi)(qi)飛的(de)步(bu)驟——燃(ran)料的(de)消耗將大大縮減(jian),故而(er)該設想被看成是最經濟的(de)方案之一。
其他
還有(you)一(yi)些更大(da)膽的(de)(de)設想,比如發(fa)射(she)一(yi)個(ge)(ge)著陸器(qi)(qi)尋找凍(dong)結在冰(bing)(bing)(bing)(bing)殼淺層的(de)(de)可(ke)能(neng)的(de)(de)生(sheng)命跡象,或者(zhe)直(zhi)接深入(ru)內部對冰(bing)(bing)(bing)(bing)下海洋進(jin)行探(tan)查。提(ti)案之是派遣一(yi)個(ge)(ge)被稱作“融探(tan)”(Melt Probe)的(de)(de)巨型核動(dong)力探(tan)測器(qi)(qi)(穿(chuan)冰(bing)(bing)(bing)(bing)機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)——cryobot),用它融冰(bing)(bing)(bing)(bing)打孔,一(yi)直(zhi)鉆入(ru)到(dao)冰(bing)(bing)(bing)(bing)下海洋,接觸(chu)到(dao)水后再釋放一(yi)個(ge)(ge)自(zi)主(zhu)運行的(de)(de)水下行走器(qi)(qi)(涵泳機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)——cryobot)。這個(ge)(ge)裝置可(ke)以將(jiang)收集到(dao)信息傳送回地球。穿(chuan)冰(bing)(bing)(bing)(bing)和涵泳機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)都要經過嚴格的(de)(de)消毒,以避免將(jiang)可(ke)能(neng)從地球攜帶的(de)(de)有(you)機(ji)(ji)質(zhi)誤認(ren)作當地的(de)(de)生(sheng)物,并杜絕對冰(bing)(bing)(bing)(bing)下海洋的(de)(de)污染。這一(yi)議案尚(shang)未進(jin)入(ru)嚴肅籌劃的(de)(de)階段。
Cryobot在南極洲經過(guo)了測(ce)試(shi)。隨著鉆(zhan)頭(tou)通(tong)過(guo)產生的(de)(de)熱(re)量融(rong)(rong)化冰(bing)層(ceng),探(tan)測(ce)器(qi)會“越(yue)陷越(yue)深”。融(rong)(rong)化冰(bing)層(ceng)從理論上(shang)講是(shi)個(ge)不(bu)錯的(de)(de)概(gai)念,但如(ru)果探(tan)測(ce)器(qi)碰到冰(bing)層(ceng)深處(chu)的(de)(de)東西,比如(ru)大塊石(shi)頭(tou),它(ta)將(jiang)陷入其(qi)中不(bu)可自拔。如(ru)果不(bu)能融(rong)(rong)化冰(bing)層(ceng),那么探(tan)測(ce)任務將(jiang)就此(ci)走向終結(jie)。香港理工大學和匈牙利格拉茲(zi)威爾特勞姆福斯特研究所設(she)計出將(jiang)鉆(zhan)探(tan)技術和融(rong)(rong)化方法完美融(rong)(rong)為一體的(de)(de)創新方法。他(ta)們提出的(de)(de)“熱(re)鉆(zhan)”(thermal drill)系統原型機(ji)在實驗中表現(xian)不(bu)俗(su),實驗結(jie)果刊登在2008年(nian)7月出版的(de)(de)《行(xing)星和空間科學》雜志(zhi)上(shang)。
2016年9月27日,NASA宣布了一個(ge)重(zhong)大(da)發現,科學家們觀測到木(mu)星的第四大(da)衛星“木(mu)衛二歐(ou)羅巴”有水汽噴發,而有水就有可能有生命存在。
哈(ha)勃望遠鏡觀測到(dao)歐(ou)羅巴表面的水蒸氣柱沿7點(dian)鐘方向向外(wai)噴出(chu)。這是木衛二冰層下有液態海(hai)洋的強(qiang)有力證據,能為孕育生(sheng)命創造有利條件(jian)。
研究者們計算了歐羅巴的(de)海(hai)洋(yang)中,當海(hai)水(shui)與(yu)巖石相(xiang)互作用(yong)時可(ke)能產(chan)生的(de)氫(qing)氣(qi)的(de)含量(liang),這(zhe)個(ge)過程被(bei)稱為蛇紋石化(hua)作用(yong)。在此過程中,水(shui)滲透入礦物顆粒之間的(de)空隙(xi)并與(yu)巖石發生反(fan)應,形成新的(de)礦物質并釋放(fang)氫(qing)氣(qi)。
研究者們認為:隨著時(shi)間的(de)推(tui)移,歐羅巴海底會(hui)有一些裂(lie)縫,因(yin)為從這(zhe)顆星球(qiu)形成數十億年以來(lai),它(ta)的(de)巖石(shi)內部依舊保持著低(di)溫(wen)。新(xin)的(de)裂(lie)縫將新(xin)鮮的(de)巖石(shi)暴露給海水,然后更多的(de)產生(sheng)氫(qing)氣的(de)化學反應(ying)就(jiu)此發生(sheng)。
人(ren)類(lei)移居的可能(neng)性
2009年年底,美國亞利桑那大學科學家理查德格林(lin)伯格發表(biao)論(lun)文指出,木衛(wei)二的(de)海(hai)(hai)洋(yang)(yang)(yang)中至少應該(gai)存活著(zhu)300萬(wan)噸(dun)似魚復雜生(sheng)物。這將13年前(qian)科(ke)學家們提(ti)出的(de)木衛(wei)二生(sheng)命(ming)假說(shuo)又向(xiang)前(qian)推進了一(yi)步。木衛(wei)二是1610年由(you)伽利略(lve)發現的(de),航(hang)天器對木衛(wei)二的(de)探測表(biao)明,它的(de)外殼冰層下(xia)可(ke)(ke)能(neng)有(you)海(hai)(hai)洋(yang)(yang)(yang),有(you)了海(hai)(hai)洋(yang)(yang)(yang)就意味著(zhu)其中可(ke)(ke)能(neng)有(you)生(sheng)命(ming)存在。科(ke)學家們一(yi)直(zhi)在設法(fa)揭開其生(sheng)命(ming)之謎,
人類(lei)能否在木(mu)衛(wei)(wei)二(er)“歐羅巴”星球上生活?來(lai)自美國宇航局(ju)的(de)專家(jia)認為(wei)這顆(ke)木(mu)星具有(you)(you)較大的(de)“宜居(ju)”潛力(li),未來(lai)可能適合人類(lei)居(ju)住。下一(yi)步,科(ke)學(xue)家(jia)將發射探(tan)測器對木(mu)衛(wei)(wei)二(er)的(de)冰下海(hai)洋進行調查,確定(ding)其厚度(du)和(he)分布(bu)情況,有(you)(you)研究認為(wei)木(mu)衛(wei)(wei)二(er)的(de)海(hai)洋可能與地球相似,也(ye)具有(you)(you)一(yi)定(ding)的(de)鹽(yan)度(du)。美國宇航局(ju)噴氣推進實(shi)驗室博士羅伯(bo)特·帕帕拉多認為(wei)派(pai)遣探(tan)測器降落木(mu)衛(wei)(wei)二(er)表(biao)面是(shi)一(yi)個(ge)非(fei)常有(you)(you)遠見的(de)行星科(ke)學(xue)目(mu)標,同時也(ye)是(shi)一(yi)個(ge)困難的(de)技術挑戰。
一(yi)篇來自《天(tian)體生物(wu)學》期刊(kan)的文章詳細描述(shu)了未來木(mu)(mu)衛二(er)探(tan)(tan)索(suo)任務(wu)的三(san)(san)個(ge)主要目標(biao):第(di)一(yi),至少要在(zai)兩個(ge)不同深度(du)上監測木(mu)(mu)衛二(er)海(hai)水(shui)鹽度(du)、有機物(wu)質以及(ji)其他污染(ran)物(wu)等;第(di)二(er),調查(cha)木(mu)(mu)衛二(er)冰(bing)殼、海(hai)洋物(wu)理環境以及(ji)表(biao)層(ceng)物(wu)質磁學特(te)(te)性;第(di)三(san)(san),科(ke)學家(jia)(jia)希望探(tan)(tan)測器(qi)(qi)能傳回木(mu)(mu)衛二(er)表(biao)面(mian)地表(biao)特(te)(te)征的照片。木(mu)(mu)衛二(er)被稱(cheng)為“歐羅巴”星(xing)球,其表(biao)面(mian)有著各種各樣奇怪的地形(xing),酷(ku)似仙(xian)境,根據(ju)伽利略探(tan)(tan)測器(qi)(qi)的觀測數據(ju),科(ke)學家(jia)(jia)依然不了解該天(tian)體表(biao)面(mian)上錯(cuo)綜復雜(za)并(bing)交織(zhi)在(zai)一(yi)起的“神秘(mi)細線”,派遣(qian)探(tan)(tan)測器(qi)(qi)登陸木(mu)(mu)衛二(er)可(ke)以解決(jue)許(xu)多關鍵問題。
2013年3月,科學(xue)(xue)家認為(wei)有(you)(you)充(chong)分的(de)(de)證(zheng)據顯(xian)示(shi)木衛二的(de)(de)冰凍表面下(xia)擁有(you)(you)巨(ju)大的(de)(de)咸水(shui)海洋(yang),冰下(xia)海洋(yang)與表面還存在化(hua)(hua)學(xue)(xue)物質的(de)(de)交(jiao)換(huan),使得海洋(yang)中(zhong)的(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)(xue)物質更加(jia)豐(feng)富。加(jia)州理工學(xue)(xue)院天文學(xue)(xue)家麥克·布(bu)朗教(jiao)授認為(wei)能量可以從(cong)這(zhe)些化(hua)(hua)學(xue)(xue)循環通道中(zhong)進入木衛二的(de)(de)冰下(xia)海洋(yang)中(zhong),這(zhe)對生命而言(yan)是非常重要(yao)的(de)(de)。
木衛二上是否有海洋
航(hang)天器對(dui)(dui)木衛二的探(tan)測表明,其上(shang)可能有(you)海洋(yang)。正因如此,在對(dui)(dui)木星衛星的探(tan)測中(zhong),科學(xue)家們(men)最重視的就是木衛二。
早(zao)在1979年(nian),旅行者1號(hao)和(he)2號(hao)探測木星(xing)時(shi)就發(fa)現,木衛(wei)二像個冰與奶油巧克力混(hun)合的(de)大球體,表(biao)面上分布著彎曲條紋(wen)。科(ke)學家們(men)分析(xi)研究木衛(wei)二的(de)照片和(he)探測資料后提出,該衛(wei)星(xing)表(biao)面覆(fu)蓋(gai)著5000米厚(hou)的(de)冰層,冰層下面可能(neng)有一個深達50千米的(de)海洋。
從(cong)1996年伽利略(lve)號(hao)在距離木衛二(er)16萬千米處拍攝(she)的(de)(de)(de)(de)(de)照片上看,這顆(ke)星(xing)球(qiu)呈(cheng)現出冰(bing)(bing)殼狀,表面裂(lie)縫交錯,像地球(qiu)兩極(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)浮冰(bing)(bing),說明冰(bing)(bing)層曾受到巨力的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用。科(ke)學家們研(yan)究后認為,這種力是由木衛二(er)和木星(xing)及其他三顆(ke)伽利略(lve)衛星(xing)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)引力形(xing)成的(de)(de)(de)(de)(de)潮汐力,其作(zuo)用不僅形(xing)成木衛二(er)的(de)(de)(de)(de)(de)表面特(te)征,還使其內部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)水以(yi)液態存在。
1996年末(mo),伽(jia)利略號從距離木衛二(er)688千米處經過時拍攝的照片(pian)顯示,木衛二(er)表面(mian)有水流(liu)存在(zai)。科(ke)學(xue)家們說(shuo),這種現象(xiang)表明木衛二(er)內(nei)核很熱,大量熱能從火山口(kou)或(huo)熱泉眼噴發出來,導致表面(mian)部分(fen)冰層融化。
1997年1月,伽(jia)利略號用磁(ci)強計對(dui)木(mu)(mu)衛二(er)的(de)磁(ci)場(chang)進(jin)行的(de)探測顯示,木(mu)(mu)衛二(er)只能(neng)有一(yi)個內(nei)磁(ci)場(chang)才能(neng)解釋獲得(de)的(de)結果。這個內(nei)在導電層的(de)導電率必須和含(han)鹽海水一(yi)樣(yang)強。由此(ci)科學(xue)家們(men)再次得(de)出木(mu)(mu)衛二(er)上(shang)可能(neng)有海洋的(de)推論。同時(shi),發(fa)(fa)回的(de)新照(zhao)片表明(ming),木(mu)(mu)衛二(er)表面(mian)裂縫(feng)位置發(fa)(fa)生(sheng)了變化,說明(ming)很可能(neng)是表層下的(de)海洋流(liu)動造成的(de)。
“冰激凌”內熱(re)外冷(leng)“夾層(ceng)”是海洋(yang)
1997年2月,伽利略號從距離木衛二586千米處飛過時拍攝(she)(she)的(de)照(zhao)片(pian)顯(xian)示,木衛二表面(mian)最大的(de)冰山寬(kuan)達(da)13千米,高(gao)為(wei)100~200米。美國科學家史蒂文等人認為(wei),由于木星(xing)對木衛二內核的(de)引力作(zuo)用(yong),使(shi)其(qi)冰幔(man)下面(mian)的(de)水保持液體狀態,成(cheng)為(wei)深達(da)幾千米的(de)海洋。1998年12月伽利略號拍攝(she)(she)的(de)照(zhao)片(pian)顯(xian)示,木衛二南部有一條長達(da)800米的(de)裂縫。
2000年1月,伽利略(lve)號從距離(li)木衛(wei)二(er)351千(qian)米(mi)處掠(lve)過(guo)時發現,木衛(wei)二(er)地磁(ci)北極點位置頻繁移動(dong)(dong)。科(ke)學家們認為,這是木衛(wei)二(er)含(han)鹽海洋在冰(bing)層下(xia)流(liu)動(dong)(dong)形(xing)成電磁(ci)場引發的結果。
在研究了(le)木(mu)(mu)衛(wei)二表面(mian)裂縫(feng)照片之后,2002年9月格林(lin)伯(bo)格研究小(xiao)組宣稱,木(mu)(mu)衛(wei)二冰(bing)層(ceng)較薄,觀測到的(de)(de)(de)表層(ceng)裂縫(feng)可使氣體、熱(re)(re)量(liang)和有機物質(zhi)接觸到表層(ceng)下(xia)面(mian)可能(neng)存(cun)(cun)在的(de)(de)(de)水(shui)。這種情況顯(xian)示,木(mu)(mu)衛(wei)二可能(neng)存(cun)(cun)在的(de)(de)(de)海洋同地球上(shang)的(de)(de)(de)北(bei)冰(bing)洋相(xiang)似。既然北(bei)冰(bing)洋能(neng)通(tong)過冰(bing)層(ceng)的(de)(de)(de)裂縫(feng)接觸空氣和熱(re)(re)量(liang),那么(me)木(mu)(mu)衛(wei)二上(shang)的(de)(de)(de)海洋也能(neng)通(tong)過冰(bing)層(ceng)裂縫(feng)與(yu)外界接觸。
科(ke)(ke)學家(jia)(jia)們依據旅行者2號(hao)和伽利(li)略號(hao)獲(huo)取的(de)(de)資(zi)料,于2007年(nian)繪制(zhi)出的(de)(de)首張木衛(wei)二全球(qiu)地(di)質構(gou)造圖(tu)揭示,其表面(mian)地(di)質構(gou)造比較年(nian)輕且(qie)富于變(bian)化。2008年(nian),科(ke)(ke)學家(jia)(jia)們發(fa)現,木衛(wei)二極(ji)地(di)旋(xuan)轉軸偏移了80多度。這樣的(de)(de)極(ji)端變(bian)化表明木衛(wei)二表面(mian)冰殼厚度不一(yi)致,在(zai)其下面(mian)有廣闊的(de)(de)海(hai)(hai)(hai)洋(yang)(yang)。科(ke)(ke)學家(jia)(jia)們還用多種航天器(qi)獲(huo)得的(de)(de)照片,繪制(zhi)了木衛(wei)二表面(mian)直徑達500千米以上(shang)的(de)(de)大型(xing)弧狀盆地(di)圖(tu)像。經綜合分析研究,科(ke)(ke)學家(jia)(jia)們認為,木衛(wei)二內(nei)部有一(yi)個金屬(shu)核,核外(wai)是石(shi)質的(de)(de)殼,殼外(wai)是液態水(shui)海(hai)(hai)(hai)洋(yang)(yang),海(hai)(hai)(hai)洋(yang)(yang)表面(mian)是冰層。
是(shi)否具備生命存在的(de)三個基本要素
由(you)于水是孕育生命的重要條件,故而科(ke)學家們在發現木衛二(er)上可(ke)能有海洋之(zhi)后,就推(tui)斷其海洋中可(ke)能有生命。
1979年旅行者號發(fa)現木衛二表面廣泛分(fen)布著(zhu)彎曲(qu)的褐(he)色條紋之后,有的科學家就(jiu)認為(wei),這(zhe)意(yi)味著(zhu)該星球上存在著(zhu)有機分(fen)子,因為(wei)多(duo)種有機聚合物是呈(cheng)褐(he)色的。同時對可能存在的海洋來說,其環境可以維持有機體的生(sheng)存,因而估計木衛二上可能存活細(xi)菌一類的低級生(sheng)物。
1996年(nian)8月,美國科(ke)(ke)學(xue)(xue)家(jia)提出,木衛(wei)(wei)二(er)(er)的(de)(de)(de)(de)海(hai)底也(ye)可能存在(zai)火(huo)山,其(qi)噴發(fa)提供的(de)(de)(de)(de)熱(re)量(liang)足(zu)以使某些不需(xu)要(yao)陽光和空氣的(de)(de)(de)(de)微(wei)生(sheng)物生(sheng)存下(xia)去,這一(yi)論點被稱(cheng)為木衛(wei)(wei)二(er)(er)生(sheng)命假說。木衛(wei)(wei)二(er)(er)冰層(ceng)下(xia)面有(you)(you)(you)(you)水(shui)、充足(zu)的(de)(de)(de)(de)熱(re)量(liang)和有(you)(you)(you)(you)機化合(he)物這三個(ge)生(sheng)命存在(zai)的(de)(de)(de)(de)基本要(yao)素,其(qi)環境(jing)(jing)很有(you)(you)(you)(you)可能符(fu)合(he)宇宙生(sheng)物學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)標準(zhun)。地球海(hai)洋深處一(yi)些火(huo)山口的(de)(de)(de)(de)周圍(wei),沒有(you)(you)(you)(you)陽光和氧氣的(de)(de)(de)(de)極端惡劣的(de)(de)(de)(de)自然環境(jing)(jing)中都有(you)(you)(you)(you)原(yuan)始微(wei)生(sheng)物繁衍(yan)生(sheng)息,就是因(yin)為這些地方都具備上述三個(ge)條(tiao)件。提出和贊(zan)同木衛(wei)(wei)二(er)(er)生(sheng)命假說的(de)(de)(de)(de)科(ke)(ke)學(xue)(xue)家(jia)們認為,從環境(jing)(jing)條(tiao)件推斷(duan),其(qi)生(sheng)命形態只能是低(di)級的(de)(de)(de)(de)海(hai)洋生(sheng)物。
這些科學(xue)家認為,地球(qiu)生命源于(yu)(yu)海(hai)洋里(li)的火(huo)(huo)山(shan)噴(pen)口(kou),此一(yi)原理(li)也(ye)適用于(yu)(yu)木(mu)衛(wei)(wei)二。他(ta)們猜測,受(shou)木(mu)星引力影(ying)響,木(mu)衛(wei)(wei)二內部亦有火(huo)(huo)山(shan)活(huo)動。當木(mu)衛(wei)(wei)二從(cong)木(mu)星一(yi)側(ce)(ce)飛向另一(yi)側(ce)(ce)時,木(mu)星會(hui)擠壓木(mu)衛(wei)(wei)二,導致(zhi)后者的核心處于(yu)(yu)熔融狀(zhuang)態,從(cong)而(er)引起火(huo)(huo)山(shan)活(huo)動。火(huo)(huo)山(shan)雖未噴(pen)發出表面,但(dan)卻加熱(re)了冰層下面的水,使(shi)其呈(cheng)液體(ti)狀(zhuang)態,形成海(hai)洋。木(mu)衛(wei)(wei)一(yi)由(you)于(yu)(yu)距離木(mu)星更近,受(shou)到的擠壓更大,故(gu)而(er)火(huo)(huo)山(shan)噴(pen)出表面,并留(liu)下硫磺和其他(ta)化學(xue)物(wu)質(zhi)。地球(qiu)海(hai)底熱(re)液噴(pen)口(kou)處也(ye)有很多同類化合物(wu),且與地球(qiu)早(zao)期(qi)生命有關。由(you)此科學(xue)家們推斷(duan),木(mu)衛(wei)(wei)二海(hai)底火(huo)(huo)山(shan)活(huo)動也(ye)會(hui)噴(pen)發類似化合物(wu),并造成溫暖的環境,從(cong)而(er)孕育并存活(huo)了生命。
揭開生命之謎的四個(ge)探測方案(an)
人類尋(xun)找地外生(sheng)命(ming)的(de)(de)具(ju)體目標,排(pai)在(zai)第一位(wei)的(de)(de)是火星,排(pai)在(zai)第二位(wei)的(de)(de)就是木衛二。怎樣利(li)用(yong)航(hang)天技(ji)術揭開木衛二生(sheng)命(ming)之謎呢?科學家們已(yi)提出(chu)四種可(ke)行的(de)(de)方案。
一是用導(dao)彈轟(hong)擊(ji)取(qu)樣
人類將從地球(qiu)向(xiang)木(mu)衛(wei)(wei)二(er)發射一艘宇(yu)宙飛(fei)船(chuan),當其(qi)飛(fei)臨(lin)木(mu)衛(wei)(wei)二(er)近空時,適(shi)時發射一枚導(dao)彈,猛烈(lie)轟擊(ji)目標(biao)的(de)表面,使冰(bing)層碎塊飛(fei)向(xiang)高空,隨即飛(fei)船(chuan)穿越炸出(chu)的(de)冰(bing)塊云團,伸(shen)出(chu)“凝膠”收集部分碎冰(bing),并運(yun)回地球(qiu),供科學家們研究,以便確定有無生命(ming)信息。
二(er)是(shi)用航天器進行近空探測(ce)
美國宇航(hang)局(ju)(ju)和歐空局(ju)(ju)正在研(yan)制名為木(mu)衛(wei)(wei)二(er)木(mu)星系任務(wu)的探(tan)(tan)測(ce)器(qi)(qi),計劃(hua)將于2020年發(fa)射升空,2026年到達探(tan)(tan)測(ce)區(qu)域,預定工作(zuo)期(qi)限(xian)為三年。探(tan)(tan)測(ce)器(qi)(qi)由兩個軌(gui)(gui)道(dao)(dao)(dao)器(qi)(qi)組(zu)成。美國負責(ze)(ze)攜有相(xiang)(xiang)機、光譜(pu)儀(yi)和強大(da)雷達系統(tong)的木(mu)衛(wei)(wei)二(er)軌(gui)(gui)道(dao)(dao)(dao)器(qi)(qi)。當其進入環繞木(mu)衛(wei)(wei)二(er)軌(gui)(gui)道(dao)(dao)(dao)開展探(tan)(tan)測(ce)工作(zuo)時,雷達系統(tong)可以穿透木(mu)衛(wei)(wei)二(er)冰(bing)(bing)層,計算出冰(bing)(bing)層厚度,其他儀(yi)器(qi)(qi)將研(yan)究海洋生物跡象。它將幫助科學(xue)家縮小(xiao)可能存在生命(ming)區(qu)域的范圍(wei),為以后的探(tan)(tan)測(ce)提供依據。歐空局(ju)(ju)負責(ze)(ze)攜有相(xiang)(xiang)機、光譜(pu)儀(yi)、塵埃分(fen)析器(qi)(qi)、質譜(pu)儀(yi)或(huo)者磁力計的軌(gui)(gui)道(dao)(dao)(dao)器(qi)(qi),屆時主要(yao)是對木(mu)星衛(wei)(wei)星進行探(tan)(tan)測(ce)。
三是用航天器著(zhu)陸探測
俄羅斯(si)將參與(yu)歐空局(ju)2015年(nian)至2025年(nian)的(de)一(yi)項空間研(yan)(yan)究計劃,以(yi)便登陸(lu)研(yan)(yan)究木衛(wei)二,尋找簡(jian)單(dan)的(de)生命(ming)形式。這一(yi)項目的(de)航(hang)天器(qi)以(yi)法(fa)國天文學家皮(pi)埃爾韁(jiang)馉拉普拉斯(si)的(de)名(ming)字命(ming)名(ming)。俄羅斯(si)將研(yan)(yan)制一(yi)個登陸(lu)探測器(qi),搭載在該(gai)航(hang)天器(qi)上。屆時登陸(lu)探測器(qi)將降落在木衛(wei)二表(biao)面(mian)冰層的(de)一(yi)個裂縫(feng)處,并融化一(yi)些冰,開(kai)始尋找生命(ming)蹤跡,隨(sui)即(ji)將探測結果(guo)通過拉普拉斯(si)航(hang)天器(qi)傳回地面(mian)。
四是(shi)用機(ji)器人鉆入(ru)海洋(yang)探(tan)測(ce)
其(qi)(qi)方案是(shi)向(xiang)木衛(wei)二發(fa)射兩個著陸(lu)機器(qi)(qi)人,一(yi)(yi)(yi)個能(neng)鉆穿冰(bing)層開辟一(yi)(yi)(yi)條通(tong)往(wang)海(hai)洋(yang)的(de)(de)孔道,另一(yi)(yi)(yi)個能(neng)沿(yan)著孔道進(jin)入海(hai)洋(yang)開展探測(ce)工(gong)作。水下機器(qi)(qi)人攜帶的(de)(de)科學儀器(qi)(qi)能(neng)夠(gou)進(jin)行環繞考察并(bing)找(zhao)出(chu)微生物,包括(kuo)不同于地球上的(de)(de)生命(ming)形態。其(qi)(qi)探測(ce)結果將適時發(fa)回地球。為保證探測(ce)效果不受木衛(wei)二以(yi)外的(de)(de)任何因素影響,兩個高度自動化的(de)(de)機器(qi)(qi)人必(bi)須完全滅菌。
木衛二將驗證或修(xiu)正宇(yu)宙生物學標準
探測木(mu)衛(wei)(wei)二有無生命的(de)(de)意(yi)義在(zai)于,除弄清(qing)真相外(wai),還可驗(yan)證或修(xiu)正宇(yu)宙生物學標準。如果(guo)發現了木(mu)衛(wei)(wei)二上(shang)有生命,那就(jiu)證明了宇(yu)宙生物學標準至少適用于太陽系(xi)(xi)天體(ti)。如果(guo)推斷(duan)條件(jian)屬實(shi)而未(wei)發現生命,則需修(xiu)正這一標準。如果(guo)推斷(duan)條件(jian)不(bu)存在(zai),則另當別論。無論獲得何種真實(shi)情況(kuang),都能(neng)深(shen)化人(ren)類(lei)對木(mu)衛(wei)(wei)二乃至太陽系(xi)(xi)天體(ti)的(de)(de)認識,促進(jin)空間科學的(de)(de)發展。
移居木衛二?
極度深寒還有點兒(er)擠
在太(tai)陽系八(ba)大(da)行星中,木(mu)(mu)星是(shi)最(zui)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)。木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二是(shi)木(mu)(mu)星的(de)(de)(de)(de)(de)四(si)大(da)衛(wei)(wei)(wei)星之一(yi)(yi),直(zhi)徑(jing)為2920千米,只(zhi)有(you)地(di)球直(zhi)徑(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)約(yue)四(si)分之一(yi)(yi),體積比地(di)球的(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)星月球稍(shao)微(wei)小一(yi)(yi)點。科(ke)學(xue)家(jia)推測木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二的(de)(de)(de)(de)(de)表面(mian)(mian)溫度在赤道地(di)區(qu)平(ping)均約(yue)為-163℃,兩極更低,只(zhi)有(you)-223℃,所以表面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)是(shi)永久凍結的(de)(de)(de)(de)(de)。但是(shi)潮汐力所提(ti)供的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)能(neng)(neng)可能(neng)(neng)會使(shi)冰(bing)層下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)保持液態,另外木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二上長達60小時的(de)(de)(de)(de)(de)白(bai)晝,也使(shi)得表面(mian)(mian)冰(bing)層的(de)(de)(de)(de)(de)裂口有(you)可能(neng)(neng)接(jie)受到充足的(de)(de)(de)(de)(de)陽光。即便這樣(yang),假(jia)如有(you)一(yi)(yi)天(tian)人類能(neng)(neng)征服(fu)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二,也恐難(nan)以長久移居。
火星和(he)木衛二,地球人先到哪一個?
除了(le)木(mu)衛二(er)之外,火星(xing)(xing)(xing)被認為是另一個可(ke)能(neng)存在生(sheng)(sheng)命形態的(de)(de)(de)星(xing)(xing)(xing)體(ti),因為科(ke)學(xue)家(jia)研究發(fa)現,火星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)地下深處仍可(ke)能(neng)有液態水(shui)。與木(mu)衛二(er)相比,火星(xing)(xing)(xing)距(ju)離地球更近,因此,對于火星(xing)(xing)(xing)生(sheng)(sheng)命之謎(mi)的(de)(de)(de)探(tan)索(suo),科(ke)學(xue)家(jia)也一直(zhi)高度(du)關注。未來的(de)(de)(de)太(tai)空(kong)任(ren)務已經把火星(xing)(xing)(xing)和木(mu)衛二(er)同(tong)時(shi)作(zuo)為發(fa)射新遙控探(tan)測器的(de)(de)(de)最終(zhong)目的(de)(de)(de)地。火星(xing)(xing)(xing)和木(mu)衛二(er),誰會被最先證明,是地球的(de)(de)(de)兄弟(di)或者(zhe)陌生(sheng)(sheng)人?
木(mu)衛二(er)發現黏土型礦(kuang)物
美國航天局(ju)11日(ri)宣布,在最可(ke)(ke)能有生(sheng)命存(cun)在的木星(xing)衛(wei)星(xing)——木衛(wei)二(er)的表面首次發現了黏土型礦物,這(zhe)意(yi)味著木衛(wei)二(er)可(ke)(ke)能存(cun)在對形成生(sheng)命至(zhi)關重要的有機物。
美國航天局(ju)當天在(zai)(zai)一(yi)份聲明中說,在(zai)(zai)木(mu)(mu)衛二表面(mian)發現了(le)一(yi)種叫做層狀硅酸鹽的黏土型礦物(wu)(wu),這(zhe)種礦物(wu)(wu)很有(you)可能是由彗星(xing)或小行星(xing)撞擊(ji)木(mu)(mu)衛二帶來(lai),而(er)帶來(lai)黏土型礦物(wu)(wu)的彗星(xing)或小行星(xing)通常(chang)也攜帶有(you)機物(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(ri)美(mei)國(guo)國(guo)家航空航天局(NASA)宣布,探(tan)測器(qi)在(zai)被冰雪所覆蓋的(de)(de)(de)(de)木(mu)衛(wei)二(er)(er)上發現(xian)了其與彗星及(ji)小行(xing)星撞擊后形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)類(lei)似(si)黏土狀的(de)(de)(de)(de)礦物質。根據(ju)“伽利(li)略”號探(tan)測器(qi)1998年(nian)拍攝(she)到(dao)的(de)(de)(de)(de)木(mu)衛(wei)二(er)(er)近紅外線圖(tu)片(pian)來看NASA研(yan)究小組認為,木(mu)衛(wei)二(er)(er)上有(you)一(yi)種與酰基氯類(lei)似(si)的(de)(de)(de)(de)礦物。由(you)于小行(xing)星或彗星的(de)(de)(de)(de)中心(xin)核中蘊含(han)可(ke)形(xing)成(cheng)(cheng)生命的(de)(de)(de)(de)有(you)機物NASA研(yan)究者表示,木(mu)衛(wei)二(er)(er)的(de)(de)(de)(de)冰雪表層(ceng)下(xia)極(ji)有(you)可(ke)能隱(yin)藏廣袤(mao)的(de)(de)(de)(de)海洋,歷(li)經漫長時間后或許有(you)育成(cheng)(cheng)生命的(de)(de)(de)(de)可(ke)能性,
美國(guo)和德國(guo)研究員發(fa)表報告稱,在木星的衛(wei)(wei)(wei)星之一(yi)“木衛(wei)(wei)(wei)二”上,發(fa)現有(you)間(jian)歇性(xing)噴發(fa)的噴泉,這是木衛(wei)(wei)(wei)二冰凍表面下隱(yin)藏(zang)著一(yi)個巨大海(hai)洋的最好證(zheng)據。一(yi)旦有(you)了水(shui),也(ye)就(jiu)意味著可(ke)能(neng)(neng)有(you)生命!長久以(yi)來,科學家們(men)都認為“木衛(wei)(wei)(wei)二”可(ke)能(neng)(neng)存有(you)生命。
外媒稱(cheng),新的(de)研究顯示(shi),木星的(de)一個(ge)(ge)衛星—木衛二有豐富的(de)重要礦(kuang)物(wu)質,還有從地下海洋里噴發的(de)壯觀水柱這可(ke)能是太(tai)陽(yang)系(xi)里又(you)一個(ge)(ge)宜居(ju)之(zhi)地。
據英國《獨立(li)報》12日(ri)報道,哈勃望遠(yuan)鏡確(que)認(ren)了木衛二上間歇性噴發的(de)兩處巨(ju)大羽狀水柱,高達兩百千米,另一項研究在(zai)該星(xing)球冰凍表面發現了散落(luo)的(de)泥土似的(de)礦物(wu)質(zhi)。
《科學》雜志(zhi)上發(fa)表(biao)的文章(zhang)說,通(tong)過對哈勃望遠鏡的數據進(jin)行分析發(fa)現,水柱通(tong)常在木衛二圍繞木星軌道運行時(shi)的某些特(te)定時(shi)刻噴(pen)發(fa),這表(biao)明噴(pen)發(fa)原(yuan)因是周期性的巨(ju)大潮汐(xi)力(li)使(shi)(shi)該星球地下海洋的壓力(li)增大,使(shi)(shi)其液體從(cong)表(biao)面(mian)的冰(bing)縫噴(pen)涌而出,
報道指出(chu),在(zai)已知的(de)(de)(de)63個木星的(de)(de)(de)衛(wei)星中(zhong),木衛(wei)二(er)是(shi)(shi)最重要的(de)(de)(de)一個。天文(wen)學家(jia)認(ren)(ren)為,它的(de)(de)(de)冰層(ceng)表面之下(xia)有海洋存在(zai)這(zhe)是(shi)(shi)由于潮汐力的(de)(de)(de)熱量(liang)使其(qi)(qi)保持液態。一些科學家(jia)認(ren)(ren)為這(zhe)片海洋中(zhong)可(ke)(ke)能有生命(ming),而礦物質和潮汐熱能可(ke)(ke)以為其(qi)(qi)提供能量(liang)。
另一項(xiang)對美國航天局伽利略(lve)項(xiang)目收(shou)集的數據的研究顯示,在(zai)木衛二(er)表面(mian)發(fa)現(xian)的重要泥土類礦(kuang)物質可(ke)能(neng)是該星球此前與小(xiao)行星或彗(hui)星相撞產生的。
美國航(hang)天局噴氣推(tui)進實驗室的(de)(de)吉姆·雪利說(shuo):“我們經常在彗(hui)(hui)星或原始小行(xing)星上(shang)找到構成生(sheng)命(ming)(ming)的(de)(de)重(zhong)要(yao)物質—有機礦物質在木衛(wei)二的(de)(de)表面發現與(yu)這類(lei)彗(hui)(hui)星相撞的(de)(de)殘留物可能(neng)為(wei)我們在該星球尋找生(sheng)命(ming)(ming)開啟新的(de)(de)篇章。”
據報道(dao),很多(duo)科學(xue)家(jia)認(ren)為木衛(wei)二(er)可能是太陽(yang)系里除(chu)地(di)球(qiu)(qiu)外最(zui)適宜生命存在的星球(qiu)(qiu)。
“歐羅(luo)巴(ba)快帆(fan)”最早將于2023年發射,攜帶(dai)9臺儀(yi)器前往木(mu)星(xing)系統,圍繞木(mu)衛(wei)二運行3年以(yi)上,收集關于這顆衛(wei)星(xing)的地質、組成和(he)隱藏的內部海(hai)洋的重要信息,并評估該(gai)衛(wei)星(xing)的宜居性。