木(mu)衛(wei)二(er)Europa(英語發(fa)(fa)音"yoo Roh puh"),在(zai)1610年(nian)被伽利(li)略(lve)發(fa)(fa)現,是木(mu)星(xing)的(de)第(di)(di)六顆(ke)已知(zhi)衛(wei)星(xing),是木(mu)星(xing)的(de)第(di)(di)四大(da)(da)衛(wei)星(xing),在(zai)伽利(li)略(lve)發(fa)(fa)現的(de)衛(wei)星(xing)中(zhong)(zhong)離木(mu)星(xing)第(di)(di)二(er)近。木(mu)衛(wei)二(er)比地球的(de)衛(wei)星(xing)月球稍微小一點(dian),直徑達到3100公里,是太陽系天(tian)體系統中(zhong)(zhong)的(de)第(di)(di)六大(da)(da)衛(wei)星(xing)和第(di)(di)十五大(da)(da)天(tian)體。哈勃望遠(yuan)鏡的(de)觀察揭(jie)示出木(mu)衛(wei)二(er)有一個含氧的(de)稀薄大(da)(da)氣(1e-11巴)。
太陽(yang)系(xi)中大(da)約165顆(ke)衛(wei)星(xing)里只知(zhi)道有7顆(ke)衛(wei)星(xing)(木(mu)衛(wei)一、木(mu)衛(wei)二、木(mu)衛(wei)三、木(mu)衛(wei)四(si)、土衛(wei)二、土衛(wei)六和海衛(wei)一)擁(yong)有大(da)氣(qi)(qi)(qi)層。不像地球的(de)大(da)氣(qi)(qi)(qi)中的(de)氧(yang),木(mu)衛(wei)二的(de)氧(yang)并不是生物形(xing)成的(de)。它最可能是由于(yu)太陽(yang)光(guang)中的(de)電荷粒子撞擊木(mu)衛(wei)二的(de)冰質表面而產生水蒸(zheng)氣(qi)(qi)(qi),然后分(fen)成氫(qing)氣(qi)(qi)(qi)和氧(yang)氣(qi)(qi)(qi)。氫(qing)氣(qi)(qi)(qi)脫離,留下(xia)了氧(yang)氣(qi)(qi)(qi)。
木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二(er)與(yu)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)一的組(zu)成與(yu)類地行星(xing)相(xiang)似:主要由(you)硅酸(suan)鹽巖石組(zu)成。但是與(yu)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)一不(bu)同,木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二(er)其(qi)外層(ceng)分布(bu)著(zhu)厚度達100公里的冰層(ceng),由(you)于(yu)其(qi)存(cun)在(zai)內部(bu)能(neng)量源,冰下(xia)深處或擁有液態水(shui)世(shi)界,該天體表面(mian)非常“光(guang)滑(hua)”,撞(zhuang)擊坑數量較少,這說(shuo)明(ming)“歐(ou)羅巴”星(xing)球的地質構造比較活躍,從伽利略(lve)號發(fa)回的數據表明(ming)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二(er)有內部(bu)分層(ceng)結構,并可能(neng)有一個(ge)小型金屬內核。
2013年12月11日,美國NASA宣布,木衛(wei)二(er)表面(mian)發現黏土質礦物或可育成新生(sheng)命(ming)。木衛(wei)二(er)表面(mian)布滿了冰(bing)層(ceng),冰(bing)層(ceng)溫度在(zai)零下(xia)26度左右冰(bing)層(ceng)下(xia)有海洋,比(bi)地球最深的海洋還要深96公里。
2016年9月26日消息,美國宇(yu)航局專家杰夫·尤德(de)稱,木衛二(er)的地下海洋被認為是太陽系中最(zui)有希望(wang)存有生命的地方。
木(mu)(mu)(mu)衛二由伽利(li)略和(he)馬里(li)烏斯(si)(Marius,Simon)于1610年發現(xian),伽利(li)略號還發現(xian)了一(yi)些木(mu)(mu)(mu)衛二擁有微弱磁(ci)場的證據(相(xiang)當于木(mu)(mu)(mu)衛三的四分之一(yi))。
木衛二(Europa):希臘神話中腓(fei)尼基(Phoenicia)公主歐羅巴(Europa),阿革諾耳(Agenor)的女(nv)兒。大(da)神宙(zhou)斯(si)(Zeus)化作一頭白色的公牛將其劫至克里特島(Crete),并與她生(sheng)下了(le)三(san)個(ge)兒子:彌諾斯(si)(Minos)、拉(la)達曼堤斯(si)(Rhadamanthys)和(he)薩耳佩(pei)冬(Sarpedon)。
歐羅巴(ba)是希臘神話中的一(yi)位(wei)(wei)美(mei)麗的腓(fei)尼基公(gong)主,其他(ta)三(san)(san)顆(ke)伽(jia)利略衛(wei)(wei)星也被(bei)馬(ma)里烏斯(si)以(yi)希臘神話人(ren)物分(fen)別命(ming)名(ming)為伊奧(Io,木衛(wei)(wei)一(yi))、蓋尼米德(Ganymede,木衛(wei)(wei)三(san)(san))和(he)卡利斯(si)托(Callisto,木衛(wei)(wei)四(si)),這(zhe)四(si)個(ge)人(ren)物皆以(yi)俊美(mei)著稱。但(dan)是在20世紀(ji)中葉以(yi)前,相當長的一(yi)段時期(qi)內,這(zhe)一(yi)套(tao)命(ming)名(ming)并(bing)未被(bei)天文(wen)學家(jia)所認可。早(zao)期(qi)的文(wen)獻中多以(yi)位(wei)(wei)置編號(hao)將“歐羅巴(ba)”稱作(zuo)“木衛(wei)(wei)二”。1892年(nian)發現(xian)了木衛(wei)(wei)五,比之前已知的所有(you)木星衛(wei)(wei)星都更靠(kao)內。1979年(nian)旅行者號(hao)探測(ce)器(qi)又發現(xian)了三(san)(san)顆(ke)內側衛(wei)(wei)星,至此,“歐羅巴(ba)”的位(wei)(wei)置排(pai)到了第六。盡管(guan)如此,編號(hao)名(ming)仍然承(cheng)襲下來(lai),并(bing)偶有(you)使用中文(wen)因對音等問題,亦通行以(yi)“木衛(wei)(wei)二”指稱“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。但是(shi)(shi)與木(mu)衛一(yi)(yi)不同(tong),木(mu)衛二(er)有(you)一(yi)(yi)個薄(bo)薄(bo)的(de)(de)冰外(wai)殼。從伽利略號發回的(de)(de)數據表明木(mu)衛二(er)有(you)內(nei)(nei)部(bu)分(fen)層結構,并可能有(you)一(yi)(yi)個小型金屬內(nei)(nei)核。但是(shi)(shi)木(mu)衛二(er)的(de)(de)表面不像一(yi)(yi)個內(nei)(nei)層太陽系的(de)(de)東(dong)西,它極度的(de)(de)光滑:只能看到極少的(de)(de)數百米(mi)高的(de)(de)地(di)形。凸出(chu)的(de)(de)記號看來(lai)只是(shi)(shi)反照率特(te)性或是(shi)(shi)一(yi)(yi)些不大的(de)(de)起(qi)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)因為木衛二表面的(de)(de)(de)冰以下有(you)(you)一(yi)(yi)層液態(tai)的(de)(de)(de)水(shui),或許有(you)(you)50千米深,由引潮力帶(dai)來的(de)(de)(de)熱(re)量保(bao)持液態(tai)。若假設成立,這將是(shi)除地(di)球之外,太陽系中唯一(yi)(yi)一(yi)(yi)個有(you)(you)大量的(de)(de)(de)液態(tai)水(shui)存(cun)在(zai)的(de)(de)(de)地(di)方(fang)。
木衛二(er)最醒目的(de)外觀是遍布(bu)全球的(de)一串(chuan)串(chuan)十字條紋。較大(da)的(de)一個向外擴散(san)到淡色物質地帶,長(chang)近20千(qian)米。最近的(de)有關它(ta)(ta)們的(de)起(qi)源理論(lun)是:它(ta)(ta)們由一連串(chuan)火山噴出(chu)物或噴泉產生。
來自伽利略號兩次接近木衛(wei)二(er)發(fa)回的(de)(de)圖片(pian)看來驗證(zheng)了(le)早期的(de)(de)理論:木衛(wei)二(er)上(shang)的(de)(de)環(huan)形山很(hen)少,只發(fa)現三個(ge)直徑大于5千米的(de)(de)環(huan)形山。這表(biao)明它有(you)(you)一(yi)個(ge)年輕(qing)又活(huo)(huo)躍的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)。然而(er),旅行者號做了(le)一(yi)小部分的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)高清(qing)晰(xi)度地圖,木衛(wei)二(er)的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)精(jing)確(que)年齡是(shi)一(yi)個(ge)懸而(er)未決問題。但一(yi)些活(huo)(huo)動很(hen)顯然正在發(fa)生,有(you)(you)些區域看來很(hen)像(xiang)春天到(dao)來時兩極海洋處冰(bing)塊融化的(de)(de)情(qing)景。木衛(wei)二(er)表(biao)面(mian)(mian)和內部的(de)(de)確(que)切性質(zhi)還不很(hen)清(qing)楚,但有(you)(you)一(yi)個(ge)表(biao)面(mian)(mian)“海洋”的(de)(de)確(que)切證(zheng)據。
木(mu)衛(wei)二(er)是太(tai)陽(yang)系(xi)(xi)中另一(yi)(yi)顆與眾不同的衛(wei)星。木(mu)衛(wei)二(er)是太(tai)陽(yang)系(xi)(xi)中最明(ming)亮的一(yi)(yi)顆衛(wei)星,它之所(suo)以(yi)顯得如此明(ming)亮是由于它表面有一(yi)(yi)層(ceng)厚(hou)厚(hou)的冰殼,這(zhe)層(ceng)冰殼上(shang)布滿了隕石撞擊坑(keng)和縱橫交(jiao)錯(cuo)的條紋。木(mu)衛(wei)二(er)的內部很(hen)可(ke)能(neng)是非(fei)常(chang)活躍(yue)的,在冰殼下面很(hen)可(ke)能(neng)隱藏(zang)了一(yi)(yi)個太(tai)陽(yang)系(xi)(xi)中最大的液態(tai)水(shui)海(hai)洋,這(zhe)個海(hai)洋中極有可(ke)能(neng)存在著生命。
1994年,哈(ha)勃空(kong)間望遠鏡的(de)(de)(de)Goddard高(gao)解(jie)釋度光(guang)譜(pu)儀(yi)觀測到,木(mu)(mu)(mu)衛二(er)的(de)(de)(de)表(biao)面包裹著一(yi)層主要由氧(yang)構(gou)成的(de)(de)(de)極其(qi)稀薄(bo)的(de)(de)(de)大氣(qi)(1地表(biao)氣(qi)壓約1微帕)。在已知(zhi)的(de)(de)(de)太陽系的(de)(de)(de)所有(you)衛星(xing)當中(zhong)只有(you)七顆具(ju)有(you)大氣(qi)層(其(qi)他(ta)六星(xing)為木(mu)(mu)(mu)衛一(yi)、木(mu)(mu)(mu)衛四、土(tu)衛二(er)、木(mu)(mu)(mu)衛三、土(tu)衛六和海衛一(yi))與地球不同,木(mu)(mu)(mu)衛二(er)大氣(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)氧(yang)是非生(sheng)物來源的(de)(de)(de)。很(hen)可能是帶電粒子(zi)的(de)(de)(de)撞擊和陽光(guang)中(zhong)的(de)(de)(de)紫(zi)外線(xian)線(xian)的(de)(de)(de)照射使木(mu)(mu)(mu)衛二(er)表(biao)面冰層中(zhong)部(bu)分(fen)水分(fen)子(zi)分(fen)解(jie)成氧(yang)和氫(qing),氫(qing)因原(yuan)子(zi)量(liang)低而逃逸,原(yuan)子(zi)量(liang)相對較高(gao)的(de)(de)(de)氧(yang)則被(bei)保留下(xia)來。
木(mu)(mu)衛(wei)二與木(mu)(mu)星之間(jian)的平(ping)均(jun)距離(li)為670,900千米,公轉一周只(zhi)須三天半的時(shi)間(jian)。它的軌道十分接近正(zheng)圓(yuan),偏心率僅0.009。跟其他(ta)的伽(jia)利略衛(wei)星一樣(yang),木(mu)(mu)衛(wei)二也被(bei)潮(chao)汐鎖定,因而有一個半球永遠朝向(xiang)木(mu)(mu)星。由木(mu)(mu)星和其他(ta)衛(wei)星不同方向(xiang)的重(zhong)力(li)牽引所轉化成的熱和能(neng)量為有可能(neng)發生的,冰層內部(bu)液化成海洋,以及驅動表層下的地質運動提供了必要的條(tiao)件。
木(mu)衛二的(de)主體構(gou)成與類地(di)行星(xing)(xing)相似,即主要(yao)由硅酸鹽巖(yan)石(shi)構(gou)成。它的(de)表面由水(shui)覆蓋,據推(tui)測厚可達上百千(qian)米(上層(ceng)為凍結的(de)冰殼,冰殼下是液態的(de)海洋),1995到2003年期間環繞木(mu)星(xing)(xing)進行科學考查的(de)伽(jia)利略號飛(fei)船所采集到的(de)磁場數(shu)據表明,木(mu)衛二在木(mu)星(xing)(xing)磁場的(de)影響下自身能(neng)夠(gou)產生一(yi)個感應磁場,這(zhe)一(yi)發現暗示(shi)著(zhu),其表層(ceng)內部很可能(neng)存在與咸水(shui)海洋相似的(de)傳導層(ceng),木(mu)衛二可能(neng)還(huan)有一(yi)個金屬性的(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(bu)過(guo)在某些地(di)區(qu)也(ye)可以觀測到接近一公里(li)的(de)(de)(de)(de)落差。木衛(wei)二是(shi)太陽(yang)系(xi)中最(zui)光滑(hua)的(de)(de)(de)(de)天體。它(ta)那些顯眼的(de)(de)(de)(de)縱橫交錯的(de)(de)(de)(de)紋路,也(ye)就(jiu)是(shi)所(suo)謂的(de)(de)(de)(de)返照(zhao)特色,是(shi)由低(di)淺(qian)的(de)(de)(de)(de)地(di)形(xing)所(suo)造成。由于(yu)撞擊坑非常少,木衛(wei)二是(shi)返照(zhao)率(lv)最(zui)高的(de)(de)(de)(de)衛(wei)星之一。這也(ye)暗示了它(ta)的(de)(de)(de)(de)表面是(shi)相當“年(nian)(nian)輕”和“活(huo)躍(yue)”的(de)(de)(de)(de);基于(yu)對木衛(wei)二可能經(jing)受(shou)的(de)(de)(de)(de)彗星撞擊頻度的(de)(de)(de)(de)估算,它(ta)的(de)(de)(de)(de)“表面”年(nian)(nian)齡大概(gai)在2千(qian)萬到1億八千(qian)萬年(nian)(nian)之間。
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)大的(de)潮汐壓力(li)所造成;由(you)于木(mu)衛(wei)二(er)已(yi)被(bei)潮汐鎖定(ding),它(ta)總(zong)是保持一(yi)(yi)個(ge)方(fang)向(xiang)對(dui)著木(mu)星,固定(ding)的(de)壓力(li)模式(shi)應該可(ke)以形成特定(ding)的(de)可(ke)預測的(de)破(po)例式(shi)樣。然而在木(mu)衛(wei)二(er)表面(mian)上(shang)只有新(xin)近出現的(de)裂痕(hen)才符合預測的(de)式(shi)樣,其(qi)(qi)他的(de)裂痕(hen)可(ke)以向(xiang)各(ge)個(ge)方(fang)向(xiang)延伸,年代越久遠的(de)就越是如此。一(yi)(yi)個(ge)較合邏輯的(de)解(jie)釋是,木(mu)衛(wei)二(er)其(qi)(qi)表層的(de)自轉速度要(yao)略(lve)快(kuai)于其(qi)(qi)內部(bu),冰面(mian)下的(de)海洋將外(wai)殼與更(geng)下層的(de)地幔分隔開,冰殼在木(mu)星的(de)重力(li)牽扯下被(bei)撕(si)裂。對(dui)比旅行者號和伽利略(lve)號拍(pai)攝的(de)照(zhao)片可(ke)測算出,大約每10,000年木(mu)衛(wei)二(er)的(de)外(wai)殼會(hui)比其(qi)(qi)內部(bu)多自轉一(yi)(yi)周。
木衛(wei)二另一(yi)個顯著(zhu)的(de)(de)特(te)征(zheng)就是遍布四野的(de)(de)或大或小(xiao)(xiao)或圓或橢的(de)(de)暗(an)斑(ban),拉(la)丁文作lenticulae,義為“雀斑(ban)”。這些(xie)暗(an)斑(ban)有的(de)(de)突(tu)起如(ru)(ru)穹(qiong)有的(de)(de)凹陷如(ru)(ru)坑(keng)有的(de)(de)平坦(tan)如(ru)(ru)鏡,也有的(de)(de)紋理紛糅(rou)粗(cu)糙。突(tu)起的(de)(de)小(xiao)(xiao)丘(qiu)多(duo)頂部平整,顯見著(zhu)原本是與周遭的(de)(de)平原一(yi)體,受(shou)推擠上(shang)抬(tai)而(er)形(xing)成。據推想,暗(an)斑(ban)的(de)(de)形(xing)成是下層溫度較高的(de)(de)“暖冰”在透(tou)刺(diapir)作用(yong)下向上(shang)涌(yong)升而(er)穿透(tou)表(biao)層的(de)(de)“寒冰”所致,其運動(dong)機理與(地球)地殼內部的(de)(de)熔(rong)巖(yan)窨(yin)(magma chamber)相似。光滑的(de)(de)暗(an)斑(ban)是“暖冰”沖破表(biao)殼時有融(rong)水(shui)滲出所造成,那些(xie)粗(cu)糙雜錯(cuo)的(de)(de)斑(ban)痕(hen)(又(you)被稱作“混沌”(chaos)區域(yu),如(ru)(ru)康納馬拉(la)混沌)是由大量細(xi)小(xiao)(xiao)的(de)(de)表(biao)殼碎片鑲嵌在暗(an)色的(de)(de)圓丘(qiu)中所構成,就像是極地海洋中漂浮的(de)(de)冰山(地球)。
木衛二的表面溫度在赤道地區平均為110K(-163℃),兩極(ji)更低,只有50K(-223℃),所(suo)(suo)(suo)以(yi)表面的(de)水是永(yong)久(jiu)凍結的(de)。但是潮(chao)汐力所(suo)(suo)(suo)提供(gong)的(de)熱能(neng)可能(neng)會使(shi)表面冰層以(yi)下的(de)水保持液態(tai)。這個猜想最初由針(zhen)對潮(chao)汐熱的(de)一系列推測所(suo)(suo)(suo)引(yin)發(略為偏心的(de)軌道(dao)和木衛二(er)與其(qi)他伽利(li)略衛星之間的(de)軌道(dao)共振所(suo)(suo)(suo)產生的(de)后果)。
據推測木衛(wei)二(er)(er)(er)的(de)地形(xing)特征意味著冰(bing)下(xia)海(hai)洋的(de)存在(zai)(zai)。有(you)學(xue)者將木衛(wei)二(er)(er)(er)表面極富(fu)特色的(de)混亂地帶解釋為(wei)(wei)下(xia)層海(hai)水(shui)滲出地表而造成。但是這一解釋爭議極大,多數(shu)對(dui)(dui)木衛(wei)二(er)(er)(er)進行(xing)研(yan)究(jiu)的(de)地質(zhi)學(xue)家更傾向于支持一個被稱作“厚冰(bing)”模(mo)型的(de)理論,他們認為(wei)(wei)即便(bian)存在(zai)(zai)這樣的(de)海(hai)洋,也(ye)幾乎不(bu)可能對(dui)(dui)表面造成直接的(de)影響(xiang)。對(dui)(dui)冰(bing)殼厚度的(de)估算也(ye)存在(zai)(zai)相(xiang)當大的(de)分歧,有(you)認為(wei)(wei)是幾千(qian)米的(de),也(ye)有(you)認為(wei)(wei)是數(shu)十千(qian)米的(de)。
如果身處木星的(de)衛星木衛二(er),可以看到高達200千米的(de)壯觀噴泉。這可能是(shi)木衛二(er)冰凍(dong)表面下隱藏著一(yi)個(ge)巨(ju)大海洋的(de)最好證(zheng)據。美(mei)國和德國研究人員2013年(nian)12月(yue)12日在(zai)《科(ke)學》雜志上報告說(shuo),他(ta)們利用哈勃太(tai)空(kong)望(wang)遠鏡于2012年(nian)11月(yue)和12月(yue)以及(ji)1999年(nian)所(suo)拍攝的(de)圖像,確定在(zai)木衛二(er)南(nan)半球的(de)兩個(ge)不同區域有著過多的(de)氫和氧(yang),而(er)解釋只有一(yi)個(ge),那就是(shi)這些氫和氧(yang)是(shi)從木衛二(er)噴射出來的(de)水(shui)被電解而(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(er)距離木(mu)(mu)星(xing)最遠處出(chu)(chu)現(xian),在(zai)最接(jie)近木(mu)(mu)星(xing)時(shi)消(xiao)失,研究人員推測,木(mu)(mu)星(xing)對木(mu)(mu)衛(wei)二(er)的(de)潮汐引力(li)發揮了(le)重要作用,它可(ke)能導致(zhi)木(mu)(mu)衛(wei)二(er)表(biao)(biao)面冰(bing)層(ceng)在(zai)最遠點(dian)時(shi)出(chu)(chu)現(xian)裂縫,而噴泉(quan)(quan)就從這些裂縫中噴射(she)而出(chu)(chu),當(dang)到達木(mu)(mu)星(xing)近點(dian),這些裂縫則逐漸閉合。噴泉(quan)(quan)的(de)出(chu)(chu)現(xian)說明木(mu)(mu)衛(wei)二(er)冰(bing)凍表(biao)(biao)層(ceng)的(de)部(bu)分(fen)區域可(ke)能很容易(yi)被內(nei)部(bu)的(de)海洋(yang)“突破(po)”,而這對將(jiang)(jiang)來探索(suo)木(mu)(mu)衛(wei)二(er)是否(fou)宜居具有(you)重要意義(yi)。因為這種間歇性的(de)噴泉(quan)(quan)會將(jiang)(jiang)木(mu)(mu)衛(wei)二(er)表(biao)(biao)面和深層(ceng)的(de)物質噴向高空,將(jiang)(jiang)來研究木(mu)(mu)衛(wei)二(er)成分(fen)就無需(xu)在(zai)冰(bing)層(ceng)上鉆孔。
木(mu)衛(wei)二(er)上(shang)(shang)的(de)噴(pen)泉(quan)可能類似于土(tu)星(xing)的(de)衛(wei)星(xing)土(tu)衛(wei)二(er)上(shang)(shang)的(de)噴(pen)泉(quan),土(tu)衛(wei)二(er)上(shang)(shang)的(de)噴(pen)泉(quan)是從(cong)非常狹窄的(de)裂隙(xi)中逃逸出的(de)高壓水汽排放(fang)所致。不過木(mu)衛(wei)二(er)上(shang)(shang)的(de)重力(li)比土(tu)衛(wei)二(er)大12倍,因而木(mu)衛(wei)二(er)的(de)噴(pen)泉(quan)不會像土(tu)衛(wei)二(er)那樣(yang)大部分逃逸到(dao)太空中,而是噴(pen)發到(dao)201千米的(de)高度時落回木(mu)衛(wei)二(er)表面。
長久(jiu)以(yi)來(lai),許多科(ke)學家認為木(mu)衛二是太(tai)陽(yang)系中除(chu)地(di)球外最有可能存在生命(ming)的(de)星球,這是因為在木(mu)衛二表(biao)面冰層下隱藏著一個巨大海洋(yang),而有液態水就有可能存在生命(ming)。美(mei)國航天(tian)局2013年12月11日(ri)還宣布,在木(mu)衛二表(biao)面首次(ci)發現了黏(nian)土型礦物,這意(yi)味(wei)著木(mu)衛二可能存在對形(xing)成(cheng)生命(ming)至(zhi)關重(zhong)要的(de)有機物。
木衛二表面為(wei)數不多的(de)(de)幾(ji)個(ge)大形的(de)(de)撞擊坑(keng)就是支持“厚(hou)冰”模型的(de)(de)最佳證據。最大的(de)(de)一(yi)個(ge)撞擊坑(keng)被若干同心圓(yuan)圈所(suo)環(huan)繞(rao),坑(keng)內被新(xin)鮮的(de)(de)冰填充(chong)得相當平整。以(yi)此為(wei)基礎(chu)再結合對(dui)潮汐力(li)所(suo)生成的(de)(de)熱能(neng)的(de)(de)估(gu)算,所(suo)推(tui)測出冰殼(ke)厚(hou)度在10到30千米之間,這就意味著冰下(xia)的(de)(de)海洋可能(neng)深達(da)100千米。
伽(jia)利略號(hao)軌道飛行器還觀測到(dao),木衛二(er)在通過木星巨大的(de)(de)(de)磁(ci)場(chang)(chang)時自身(shen)會產生一個強度呈周期性變化的(de)(de)(de)弱磁(ci)場(chang)(chang)(其(qi)強度與木衛四接近,約為木衛三(san)磁(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)(de)四分(fen)之(zhi)一)。有(you)猜測認為,冰下(xia)(xia)咸(xian)水海(hai)洋中的(de)(de)(de)極性離子(zi)是(shi)(shi)(shi)該磁(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)(de)成(cheng)因。另有(you)光譜分(fen)析(xi)的(de)(de)(de)證據表明,木衛二(er)表面裂痕(hen)中微顯(xian)淡紅色的(de)(de)(de)物質有(you)可能是(shi)(shi)(shi)從冰下(xia)(xia)滲出的(de)(de)(de)海(hai)水揮發(fa)后沉積下(xia)(xia)來的(de)(de)(de)鹽(比(bi)如硫酸鎂),硫化氫也是(shi)(shi)(shi)這(zhe)一現象(xiang)的(de)(de)(de)一個合(he)(he)理的(de)(de)(de)解(jie)釋。但是(shi)(shi)(shi),由于這(zhe)兩(liang)種物質的(de)(de)(de)純凈物都是(shi)(shi)(shi)無色或白色的(de)(de)(de),別的(de)(de)(de)一些(xie)物質也被用于解(jie)釋淡紅色的(de)(de)(de)成(cheng)因,比(bi)如含有(you)硫磺的(de)(de)(de)混合(he)(he)物等。
木(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)(er)(er)的(de)(de)(de)質量太小,以(yi)至(zhi)于木(mu)星(xing)的(de)(de)(de)其(qi)他衛(wei)(wei)星(xing)的(de)(de)(de)引力嚴(yan)重(zhong)影響到它。在木(mu)星(xing)和(he)木(mu)星(xing)其(qi)他衛(wei)(wei)星(xing)的(de)(de)(de)引力牽引下(xia),在木(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)(er)(er)上(shang)出現了潮汐摩擦力,使木(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)(er)(er)升溫,從而使冰和(he)液態水從木(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)(er)(er)表面噴(pen)發,場(chang)面非常壯觀。就像(xiang)地球上(shang)的(de)(de)(de)火山(shan)那(nei)樣,只不過,木(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)(er)(er)上(shang)的(de)(de)(de)冰火山(shan)噴(pen)發的(de)(de)(de)是冰和(he)液態水。
木(mu)星(xing)的(de)(de)(de)第一(yi)(yi)顆(ke)衛(wei)(wei)星(xing)上(shang)有(you)火(huo)山,而第二顆(ke)衛(wei)(wei)星(xing)木(mu)衛(wei)(wei)二上(shang)卻有(you)冰(bing)(bing)川,與木(mu)衛(wei)(wei)一(yi)(yi)截(jie)然相反,這使科(ke)學家們(men)感到困惑(huo)不解。木(mu)衛(wei)(wei)二是一(yi)(yi)個寧靜的(de)(de)(de)世界(jie)。它(ta)的(de)(de)(de)地(di)勢(shi)非常平坦,最高的(de)(de)(de)丘陵(ling)才50米。它(ta)的(de)(de)(de)表面(mian)覆蓋著一(yi)(yi)層(ceng)晶瑩剔透的(de)(de)(de)冰(bing)(bing)層(ceng)。科(ke)學家收到了(le)宇(yu)宙探測器“旅行者”2號發回的(de)(de)(de)照片,通(tong)過(guo)(guo)研究(jiu),推測木(mu)衛(wei)(wei)二有(you)一(yi)(yi)個帶冰(bing)(bing)殼(ke)(ke)的(de)(de)(de)固體核心,而且在(zai)(zai)冰(bing)(bing)殼(ke)(ke)和(he)核心之間,可能有(you)一(yi)(yi)層(ceng)液態(tai)水(shui)。正(zheng)是這樣的(de)(de)(de)構造(zao),形(xing)成(cheng)了(le)木(mu)衛(wei)(wei)二平坦的(de)(de)(de)地(di)形(xing),并使它(ta)承受(shou)了(le)隕石(shi)以及小行星(xing)的(de)(de)(de)撞擊而不變形(xing)。天文(wen)學家史蒂文(wen)森等人計(ji)算了(le)木(mu)衛(wei)(wei)二的(de)(de)(de)熱耗(hao)散(san),證(zheng)實(shi)在(zai)(zai)核心和(he)冰(bing)(bing)殼(ke)(ke)之間確實(shi)存在(zai)(zai)一(yi)(yi)個液態(tai)水(shui)層(ceng)。他們(men)通(tong)過(guo)(guo)幾(ji)種不同模式的(de)(de)(de)實(shi)驗,得出了(le)木(mu)衛(wei)(wei)二在(zai)(zai)25千(qian)米深的(de)(de)(de)冰(bing)(bing)層(ceng)下,存在(zai)(zai)著一(yi)(yi)個地(di)下海洋的(de)(de)(de)結論。
美國航宇局伽利略號(hao)木(mu)星(xing)探測器最新發回(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)圖像(xiang)表明,木(mu)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)星(xing)木(mu)星(xing)二上有(you)(you)大(da)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)態(tai)水,它表面上的(de)(de)(de)(de)(de)冰(bing)幔只有(you)(you)1~2公里厚,并(bing)有(you)(you)內部火(huo)山熱源(yuan)存(cun)(cun)(cun)在。這是迄今為止關于某個地外天體上有(you)(you)液(ye)態(tai)水存(cun)(cun)(cun)在的(de)(de)(de)(de)(de)最強(qiang)有(you)(you)力的(de)(de)(de)(de)(de)證據(ju),也增大(da)了人們搜尋(xun)到地外生命的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)能性。如果木(mu)衛(wei)二真如科學(xue)家們設想的(de)(de)(de)(de)(de)那樣(yang)還存(cun)(cun)(cun)在著有(you)(you)機化合物,那么它就滿足(zu)了生命存(cun)(cun)(cun)在的(de)(de)(de)(de)(de)條件。
伽利略探測(ce)器在離木衛二僅586公(gong)里處(chu)飛過(guo)時拍(pai)攝的照片(pian)顯示,似(si)乎有(you)是一些冰(bing)(bing)山(shan)漂浮在被冰(bing)(bing)覆蓋的海面(mian)上(shang)。這些冰(bing)(bing)山(shan)最大的有(you)13公(gong)里寬,可(ke)以明顯地(di)(di)看出是從帶溝槽的地(di)(di)帶上(shang)斷裂下來(lai)的。科學家們(men)對于(yu)照片(pian)上(shang)的特征與地(di)(di)球(qiu)北極區(qu)照片(pian)的相似(si)程度感到吃驚。伽利略早先發(fa)回的圖像曾表明木衛二有(you)表面(mian)運(yun)動(dong)現(xian)象,但運(yun)動(dong)特征的尺度約有(you)80公(gong)里,可(ke)能歸(gui)結于(yu)無液體參與的板塊運(yun)動(dong)。這次發(fa)現(xian)的冰(bing)(bing)山(shan)是漂浮在液體上(shang),而(er)不是在具有(you)可(ke)延性(xing)的地(di)(di)幔上(shang)。
從冰(bing)山投下的(de)(de)陰影(ying)可(ke)以算出它們比周圍的(de)(de)冰(bing)海高出100~200米。假(jia)定同地球上一(yi)樣,冰(bing)的(de)(de)密(mi)度比液態(tai)水低約10%,那么(me)冰(bing)山約90%的(de)(de)部(bu)分應(ying)在(zai)冰(bing)面以下。這就是說,冰(bing)山的(de)(de)厚(hou)度應(ying)在(zai)1~2公里。
在(zai)(zai)照片上這(zhe)片凍結(jie)的(de)(de)(de)海(hai)面上只找到(dao)了(le)兩處撞(zhuang)擊(ji)(ji)(ji)坑(keng),說明這(zhe)里的(de)(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)年(nian)代可能還(huan)不(bu)到(dao)100萬年(nian)。這(zhe)增加了(le)這(zhe)片區域是新(xin)形(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)、還(huan)存在(zai)(zai)液態水的(de)(de)(de)可能性,而且這(zhe)種(zhong)現象(xiang)在(zai)(zai)木(mu)衛二的(de)(de)(de)其它地(di)方可能也(ye)存在(zai)(zai)。新(xin)發(fa)現的(de)(de)(de)證據(ju)表(biao)明,木(mu)衛二的(de)(de)(de)整個表(biao)面年(nian)輕幾個數(shu)(shu)量級。估(gu)計是利用分辨(bian)率不(bu)足1公里的(de)(de)(de)大(da)范(fan)(fan)圍圖像,根據(ju)大(da)型撞(zhuang)擊(ji)(ji)(ji)坑(keng)(直徑約10公里左右(you))的(de)(de)(de)數(shu)(shu)目做出的(de)(de)(de),但某些(xie)這(zhe)種(zhong)“撞(zhuang)擊(ji)(ji)(ji)”坑(keng)的(de)(de)(de)近視圖像顯(xian)示它們實際(ji)上是由木(mu)衛二內部(bu)現象(xiang)引起的(de)(de)(de)表(biao)面再造過程形(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)。例如,在(zai)(zai)70米(mi)分辨(bian)率的(de)(de)(de)近視圖像上看得(de)很清楚的(de)(de)(de)一個多(duo)邊形(xing)(xing)凹陷在(zai)(zai)大(da)范(fan)(fan)圍圖像上就被錯認為是一處撞(zhuang)擊(ji)(ji)(ji)坑(keng)。
高(gao)分辨率(lv)還使得(de)研(yan)究人員能夠(gou)數(shu)(shu)(shu)(shu)出數(shu)(shu)(shu)(shu)量(liang)較多的(de)小(xiao)型撞(zhuang)擊坑(keng)(keng)(直徑0.1~1公里)的(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)目(mu),這些(xie)數(shu)(shu)(shu)(shu)據使撞(zhuang)擊坑(keng)(keng)尺寸/密度分布比(bi)按10億年(nian)表(biao)面(mian)壽命估計(ji)(ji)的(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)值低(di)3個數(shu)(shu)(shu)(shu)量(liang)級。這意味著該衛(wei)星(xing)的(de)某些(xie)區域比(bi)原來估計(ji)(ji)的(de)年(nian)齡(ling)低(di)1000倍(bei)。要把撞(zhuang)擊坑(keng)(keng)數(shu)(shu)(shu)(shu)目(mu)轉(zhuan)化為木星(xing)表(biao)面(mian)年(nian)齡(ling)數(shu)(shu)(shu)(shu)據不(bu)是件容(rong)易的(de)事(shi),原因是人們對木星(xing)附(fu)近流星(xing)通過量(liang)的(de)了(le)解不(bu)像對地球附(fu)近那樣(yang)充分。
美(mei)國宇航局發現在(zai)木星的(de)衛星——木衛二的(de)冰層下(xia)方存在(zai)一個巨(ju)大的(de)咸水湖泊,其水量(liang)大致相當(dang)于北美(mei)地區(qu)著名的(de)五大湖的(de)水量(liang)總和。
這個新發現的(de)湖泊(bo)位于木(mu)衛二的(de)地表冰層(ceng)下(xia)方大約3公(gong)里(li)處(chu),它代表了太陽系中人類發現的(de)最新一處(chu)潛在的(de)生命孕育所(suo),同時也被認為是除了地球之外太陽系中最適合生命生存的(de)環境之一。
科學家(jia)利(li)(li)用伽利(li)(li)略號(hao)探(tan)測器(qi)拍攝的圖(tu)像(xiang)與地(di)球上(shang)高緯度冰(bing)山漂浮地(di)區(qu)(qu)和冰(bing)蓋地(di)區(qu)(qu)圖(tu)像(xiang)進行(xing)對比分析,初步證實“混雜地(di)貌”(由伽利(li)(li)略號(hao)探(tan)測器(qi)所拍攝的圖(tu)像(xiang)上(shang)那些曾經讓人困(kun)惑的兩個大(da)致呈現(xian)圓形,似乎(hu)崎(qi)嶇不平的區(qu)(qu)域(yu))是(shi)漂浮的冰(bing)山相互(hu)碰(peng)撞(zhuang)形成的無規則(ze)聚合體(ti),但(dan)是(shi)要想進一(yi)步確(que)認這一(yi)發現(xian),科學家(jia)們(men)還(huan)需要更加詳盡的數據(ju),這就需要借助攜(xie)帶有能夠穿(chuan)透冰(bing)層雷達的探(tan)測器(qi)進行(xing)近距(ju)離觀察。美國宇航局正在考(kao)慮在2022年(nian)之前發射一(yi)艘這樣的飛船,攜(xie)帶專門設備抵近木衛(wei)二展開考(kao)察。
木衛二的(de)冰層(ceng)下方可能還存在更多(duo)其它未被發現的(de)湖(hu)泊。考(kao)慮到這(zhe)些(xie)冰下湖(hu)的(de)上覆冰層(ceng)在某些(xie)地區可能比較薄,厚度僅有數(shu)十米,這(zhe)就為(wei)未來(lai)探(tan)尋這(zhe)些(xie)湖(hu)泊中潛在的(de)生命跡象提(ti)供(gong)了很(hen)大的(de)便利(li)。這(zhe)種(zhong)較小的(de)冰層(ceng)厚度可能意味著(zhu)未來(lai)或許將有更多(duo)的(de)機會可以在這(zhe)里著(zhu)陸,并獲(huo)得來(lai)自這(zhe)些(xie)冰下湖(hu)的(de)沉積(ji)取(qu)樣(yang)用(yong)以研(yan)究。
木(mu)(mu)衛(wei)二是(shi)(shi)不是(shi)(shi)像木(mu)(mu)衛(wei)一一般被引(yin)潮力“摩(mo)擦(ca)”加熱(re)?多少程度?是(shi)(shi)不是(shi)(shi)在冰下隱藏了什么火山(shan)作用(yong)呢?據英國有(you)關媒體報道稱,為(wei)(wei)了更(geng)(geng)深(shen)入地研(yan)(yan)究(jiu)這顆木(mu)(mu)星(xing)的天然衛(wei)星(xing),科(ke)學(xue)(xue)家(jia)們(men)(men)還計劃發射探測(ce)器前往木(mu)(mu)衛(wei)二進行近距離觀測(ce)研(yan)(yan)究(jiu)。科(ke)學(xue)(xue)家(jia)們(men)(men)之所以對(dui)木(mu)(mu)衛(wei)二存在著(zhu)濃(nong)厚(hou)的研(yan)(yan)究(jiu)興趣,是(shi)(shi)因為(wei)(wei)他們(men)(men)認為(wei)(wei)木(mu)(mu)衛(wei)二厚(hou)密的冰層底下存在著(zhu)大量的液態水。美國科(ke)學(xue)(xue)家(jia)們(men)(men)繪制出的這張(zhang)木(mu)(mu)衛(wei)二地質圖(tu)將幫(bang)助科(ke)學(xue)(xue)家(jia)們(men)(men)更(geng)(geng)多地了解這顆衛(wei)星(xing)的地質演(yan)化(hua)史和(he)(he)確(que)定今后(hou)對(dui)其進行深(shen)入研(yan)(yan)究(jiu)的基本方向(xiang)。這張(zhang)地質圖(tu)是(shi)(shi)科(ke)學(xue)(xue)家(jia)們(men)(men)依據“伽利略”號和(he)(he)“旅行者2號”探測(ce)器獲取(qu)的資料繪制的。
眾所周知,1998年-2003年,“伽利(li)略(lve)”號和“旅行者2號“分別對(dui)木(mu)(mu)星(xing)(xing)及(ji)其衛星(xing)(xing)進行了較近距離的探(tan)測(ce)研究(jiu)。根據獲取的資(zi)料科學(xue)家們推斷稱,木(mu)(mu)衛二(er)表面的地(di)質(zhi)歷史相對(dui)年輕但(dan)富于變(bian)化,同時(shi)木(mu)(mu)衛二(er)上很少有火山活動。它(ta)上面存在的諸多(duo)巨(ju)型裂谷很可能是木(mu)(mu)星(xing)(xing)強大的引力(li)所致。據亞利(li)桑那大學(xue)行星(xing)(xing)地(di)質(zhi)學(xue)教(jiao)研室主任勞恩-格里利(li)表示,繪制木(mu)(mu)衛二(er)地(di)質(zhi)圖最大的困難(nan)在于科學(xue)家們是否(fou)信任探(tan)測(ce)器發(fa)回的有關探(tan)測(ce)資(zi)料。
“旅行者-2”號(hao)探(tan)測(ce)器(qi)(qi)所(suo)拍(pai)攝的(de)(de)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)(er)表(biao)面照片清晰度(du)為每像素2公里。而“伽利略”號(hao)在(zai)圍繞木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星及其衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星飛(fei)行時(shi)(shi)所(suo)拍(pai)攝的(de)(de)照片清晰度(du)可達每像素12.6-0.23公里。在(zai)繪(hui)制這張(zhang)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)(er)地質圖時(shi)(shi)科(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)家們(men)綜合了(le)這兩枚探(tan)測(ce)器(qi)(qi)提供的(de)(de)數(shu)據(ju)資料(liao)。認為木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)(er)上(shang)存在(zai)有(you)(you)關生(sheng)命的(de)(de)科(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)家們(men)還(huan)(huan)持有(you)(you)這樣(yang)的(de)(de)觀點,木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)(er)擁(yong)有(you)(you)生(sheng)命誕生(sheng)所(suo)必需的(de)(de)一(yi)(yi)切(qie)條件(jian),那(nei)就(jiu)是它上(shang)面存在(zai)著液態水(shui)(shui)、豐富的(de)(de)能源(主要指木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星的(de)(de)強大引力)和(he)有(you)(you)機(ji)化(hua)合物。如果木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)(er)上(shang)真(zhen)存在(zai)生(sheng)命,那(nei)么這些(xie)生(sheng)命將類似于地球(qiu)深海(hai)熱水(shui)(shui)條件(jian)下生(sheng)存的(de)(de)有(you)(you)機(ji)體。2015年后科(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)家們(men)將向木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星及其衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星發(fa)射(she)一(yi)(yi)枚專門(men)的(de)(de)探(tan)測(ce)器(qi)(qi)。勞恩(en)-格(ge)里利和(he)來自美國(guo)局噴(pen)氣推進實(shi)驗室的(de)(de)羅伯特-帕帕拉爾多將率領數(shu)十名天(tian)文(wen)專家來研究如何去探(tan)測(ce)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星系統,包括(kuo)探(tan)測(ce)器(qi)(qi)沿怎(zen)樣(yang)的(de)(de)飛(fei)行軌道飛(fei)行、將搭載哪些(xie)科(ke)(ke)(ke)研儀器(qi)(qi)和(he)設備(bei)(bei)等。科(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)家們(men)還(huan)(huan)希望向木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)(er)發(fa)射(she)一(yi)(yi)枚配(pei)備(bei)(bei)有(you)(you)機(ji)器(qi)(qi)人的(de)(de)探(tan)測(ce)器(qi)(qi),以便于能夠(gou)深入木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)(er)冰層以下研究其地下水(shui)(shui)。不過(guo),這一(yi)(yi)想法實(shi)施起來非常(chang)困難,因為木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)(er)表(biao)面覆(fu)蓋的(de)(de)冰層可能達20公里厚。
據英國(guo)科學家們約翰-扎(zha)爾涅茨(ci)基稱(cheng),欲研究木衛二必須(xu)得先發射軌道探測器以探知(zhi)冰層以下到底是什么,然后再利用(yong)其(qi)它探測器去探個究竟。
科學家們(men)發現木(mu)(mu)衛二的極地旋轉軸偏(pian)移(yi)了近90度,像這(zhe)樣的極端變化表明在木(mu)(mu)星(xing)冰殼表面之下蘊藏(zang)著液態海洋,這(zhe)將進(jin)一步說明木(mu)(mu)衛二很可能孕育(yu)著地外(wai)生命體。這(zhe)項研究(jiu)(jiu)是由卡內基研究(jiu)(jiu)所、月(yue)球(qiu)和(he)行(xing)星(xing)研究(jiu)(jiu)協(xie)會和(he)加(jia)州大學圣克魯茲分校的科學家聯合(he)負責的,該研究(jiu)(jiu)報告(gao)發表在《自然》雜志上。
卡內基(ji)研究所地磁部(bu)的伊薩姆氰禚蘇亞馬是該聯合(he)研究小組(zu)成(cheng)員之一,他(ta)使用“航(hang)行(xing)者”號(hao)(hao)、“伽利(li)略(lve)”號(hao)(hao)和(he)“新(xin)地平線”號(hao)(hao)宇(yu)宙(zhou)飛船拍攝(she)的圖(tu)片(pian)繪(hui)制了木(mu)衛(wei)二表面上直(zhi)徑(jing)超過500公里(li)(li)的大型(xing)弧狀(zhuang)盆(pen)地。據悉,木(mu)衛(wei)二的半徑(jing)為1500公里(li)(li),略(lve)微地比(bi)月球(qiu)要小一些。
通過對比木衛(wei)二(er)極(ji)地(di)旋轉(zhuan)軸(zhou)偏移(yi)施壓形成的(de)盆地(di)斷裂地(di)形特征,研究(jiu)人員(yuan)測量極(ji)地(di)旋轉(zhuan)軸(zhou)偏移(yi)了80多度,之前旋轉(zhuan)軸(zhou)位于當前赤道旁10度左右位置。
木(mu)衛(wei)二(er)極地旋(xuan)轉軸猛烈的(de)(de)偏(pian)移很(hen)(hen)可能是由(you)于極地表面以下(xia)存在著(zhu)厚(hou)厚(hou)的(de)(de)冰層。馬特(te)蘇(su)亞馬說,“旋(xuan)轉體需(xu)要(yao)在最大(da)程度的(de)(de)旋(xuan)轉軸變化基礎上(shang)尋(xun)求(qiu)穩(wen)定平衡。對于木(mu)衛(wei)二(er)而言,其(qi)外殼的(de)(de)厚(hou)度不一(yi)致將導致很(hen)(hen)大(da)程度上(shang)的(de)(de)不平衡,因此(ci)木(mu)衛(wei)二(er)在運行中必須改變旋(xuan)轉軸尋(xun)求(qiu)新的(de)(de)穩(wen)定狀態(tai)。”
像這(zhe)(zhe)樣(yang)的(de)變化被(bei)稱(cheng)為(wei)“真(zhen)實極地偏移”,并不(bu)像由于板地筑造(zao)學上的(de)視覺漂移。在地球(qiu)、火星(xing)(xing)和土(tu)星(xing)(xing)的(de)土(tu)衛(wei)二(er)上也(ye)存在著真(zhen)實極地偏移。馬特蘇亞馬稱(cheng),我們的(de)研究也(ye)將木(mu)衛(wei)二(er)列(lie)入其中,這(zhe)(zhe)說明我們需要(yao)對這(zhe)(zhe)顆(ke)行星(xing)(xing)進行更多的(de)重新定位研究。
同時這(zhe)項研(yan)究暗示(shi)著木(mu)衛二內(nei)部有(you)(you)(you)液(ye)(ye)態水(shui)存在,科學(xue)家基于宇宙飛船拍(pai)攝的照(zhao)(zhao)片(pian)曾猜(cai)測這(zhe)顆行(xing)星有(you)(you)(you)廣闊的地下海洋(yang),這(zhe)些照(zhao)(zhao)片(pian)揭示(shi)木(mu)衛二表面以(yi)下有(you)(you)(you)斷(duan)裂的冰表面。木(mu)衛二重(zhong)力(li)作用(yong)形成(cheng)的潮汐力(li)可將地下冰殼海洋(yang)加熱成(cheng)為熱態水(shui),即使地下海洋(yang)切斷(duan)了太陽能來(lai)源,但是熱量和液(ye)(ye)態水(shui)也有(you)(you)(you)可以(yi)孕育生命(ming)。
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科(ke)學家都相信,木(mu)(mu)衛(wei)二表面(mian)沒有陸(lu)地(di),而(er)在(zai)厚厚的(de)(de)冰層之下存在(zai)著(zhu)一個覆(fu)蓋(gai)全球的(de)(de)海(hai)(hai)洋,海(hai)(hai)洋深(shen)度大約為160公(gong)里。格(ge)林博格(ge)的(de)(de)最新研究表明,木(mu)(mu)衛(wei)二的(de)(de)海(hai)(hai)洋正在(zai)吸(xi)收大量的(de)(de)氧氣(qi),它所吸(xi)收的(de)(de)氧氣(qi)量比此前的(de)(de)模擬預(yu)測結果(guo)還要多得(de)多。科(ke)學家認(ren)為,這些氧氣(qi)足夠支持多種生命(ming)形態(tai)的(de)(de)存在(zai),從理論上講,木(mu)(mu)衛(wei)二海(hai)(hai)洋中至少(shao)應該存在(zai)300萬(wan)噸類魚生物。格(ge)林博格(ge)解釋說,“盡管目前還不能說那里肯定存在(zai)生命(ming),但我們至少(shao)知道那里的(de)(de)物理環境支持生命(ming)的(de)(de)存在(zai)。”
美國伍茲海爾(er)深海生(sheng)態(tai)(tai)學(xue)家蒂莫西-尚克認為,木(mu)衛二(er)的海底(di)(di)環(huan)境與(yu)地球海洋底(di)(di)部的“熱液(ye)出口”具有極大的相(xiang)似性。眾所周知,地球海底(di)(di)熱液(ye)出口處存在著許(xu)多生(sheng)命(ming)形態(tai)(tai)。因此(ci)尚克堅持認為,“如果木(mu)衛二(er)上沒有生(sheng)命(ming),那才是奇(qi)怪的事。”
有關(guan)木(mu)衛二的大多數知識都獲取自旅行者和伽(jia)利略(lve)兩次(ci)任務中的飛掠觀測(flyby)。
計劃一
雄心(xin)勃勃的(de)木星軌道器(qi)計劃已(yi)于2005年取消(xiao),但(dan)是還有各種各樣針對木衛二的(de)未(wei)來探索任務的(de)議(yi)案被不斷的(de)的(de)提出(chu)。
2006年(nian)NASA(美國(guo)(guo)航空(kong)暨太空(kong)總(zong)署)的(de)(de)(de)(de)預算中編列了應美國(guo)(guo)國(guo)(guo)會的(de)(de)(de)(de)口頭(tou)提請為未來的(de)(de)(de)(de)環航木(mu)(mu)衛二計劃(hua)而建立基金。在(zai)設想(xiang)中,該計劃(hua)的(de)(de)(de)(de)任務包括:通(tong)過(guo)重力和高度的(de)(de)(de)(de)測量手段(duan)確(que)認木(mu)(mu)衛二的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)冰殼下(xia)是(shi)否存在(zai)海洋;大范(fan)圍(wei)地對(dui)(dui)地表(biao)(biao)(biao)進行(xing)高解析拍攝,通(tong)過(guo)光譜分(fen)析以(yi)確(que)認其表(biao)(biao)(biao)面(mian)物質的(de)(de)(de)(de)化學成(cheng)分(fen);以(yi)及(ji)利用穿冰雷達(da)對(dui)(dui)冰層(ceng)進行(xing)穿透探測等(deng)。該計劃(hua)甚至考(kao)慮讓飛船攜帶一個小型的(de)(de)(de)(de)著(zhu)陸(lu)裝置,利用此裝置直接分(fen)析木(mu)(mu)衛二表(biao)(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)化學成(cheng)分(fen),同時采集(ji)地震波(bo)數據以(yi)確(que)定冰層(ceng)的(de)(de)(de)(de)厚度和活躍程度。然而不可確(que)知該計劃(hua)是(shi)否有切實啟動的(de)(de)(de)(de)可能,NASA2007年(nian)度的(de)(de)(de)(de)預算編列中就沒有這項資金。
計劃二
另(ling)一個可行的計劃(hua)是使用與深度撞擊(DI)計劃(hua)相似的撞擊器(qi)。用撞擊器(qi)猛烈撞擊木(mu)衛(wei)二(er)表(biao)面以激起碎(sui)(sui)屑(xie)煙(yan)霧(wu),讓一艘(sou)小型飛船穿過煙(yan)霧(wu)收集碎(sui)(sui)屑(xie)。因(yin)無(wu)須從木(mu)星或木(mu)衛(wei)二(er)的環(huan)航軌(gui)道上(shang)發射著陸器(qi)——當然也省略了從衛(wei)星上(shang)重新起飛的步驟(zou)——燃料的消耗將大(da)大(da)縮減,故而該設想被看成是最(zui)經濟的方案(an)之一。
其他
還有一(yi)(yi)(yi)(yi)些(xie)更(geng)大膽(dan)的(de)設(she)想,比如發射一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)著(zhu)陸器(qi)(qi)(qi)尋找凍結在(zai)冰殼(ke)淺層的(de)可(ke)能(neng)的(de)生命跡(ji)象,或者直接(jie)深入(ru)(ru)內部對冰下海洋(yang)進(jin)行探查。提案之(zhi)是派(pai)遣一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)被稱作“融探”(Melt Probe)的(de)巨(ju)型核動(dong)力探測器(qi)(qi)(qi)(穿冰機器(qi)(qi)(qi)人——cryobot),用它(ta)融冰打孔,一(yi)(yi)(yi)(yi)直鉆入(ru)(ru)到(dao)冰下海洋(yang),接(jie)觸到(dao)水(shui)后(hou)再釋放一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)自主運(yun)行的(de)水(shui)下行走器(qi)(qi)(qi)(涵泳機器(qi)(qi)(qi)人——cryobot)。這個(ge)裝置可(ke)以將(jiang)收集到(dao)信息傳送(song)回地(di)球。穿冰和涵泳機器(qi)(qi)(qi)人都(dou)要經(jing)過嚴(yan)格的(de)消毒,以避免將(jiang)可(ke)能(neng)從地(di)球攜帶的(de)有機質誤認(ren)作當地(di)的(de)生物,并杜絕對冰下海洋(yang)的(de)污染。這一(yi)(yi)(yi)(yi)議案尚未進(jin)入(ru)(ru)嚴(yan)肅籌劃(hua)的(de)階段。
Cryobot在(zai)南極洲(zhou)經過(guo)了測(ce)(ce)試(shi)。隨著(zhu)鉆(zhan)頭通(tong)過(guo)產生(sheng)的(de)熱(re)量(liang)融(rong)(rong)化冰層(ceng),探測(ce)(ce)器會“越陷(xian)越深”。融(rong)(rong)化冰層(ceng)從理(li)論上(shang)講(jiang)是個不錯的(de)概念(nian),但(dan)如(ru)果探測(ce)(ce)器碰到(dao)冰層(ceng)深處(chu)的(de)東西(xi),比如(ru)大塊石頭,它(ta)將陷(xian)入其中不可(ke)自拔。如(ru)果不能融(rong)(rong)化冰層(ceng),那么(me)探測(ce)(ce)任務將就此走向終結(jie)。香(xiang)港理(li)工(gong)大學和(he)匈(xiong)牙利(li)格拉茲威爾特勞姆福斯特研究所設(she)計(ji)出將鉆(zhan)探技術和(he)融(rong)(rong)化方(fang)法(fa)完美(mei)融(rong)(rong)為一體的(de)創新方(fang)法(fa)。他(ta)們提出的(de)“熱(re)鉆(zhan)”(thermal drill)系統(tong)原型機在(zai)實驗中表現(xian)不俗,實驗結(jie)果刊登在(zai)2008年7月出版的(de)《行星(xing)和(he)空(kong)間科學》雜志上(shang)。
2016年(nian)9月27日,NASA宣布了一個重大發(fa)現(xian),科學家們觀測到(dao)木星的第四(si)大衛(wei)星“木衛(wei)二歐(ou)羅(luo)巴”有水汽噴發(fa),而有水就有可能有生命存在(zai)。
哈勃望(wang)遠鏡觀測(ce)到歐羅巴表(biao)面的(de)水(shui)蒸氣柱(zhu)沿7點鐘方(fang)向向外噴出。這(zhe)是木衛二冰層下(xia)有(you)液態海洋的(de)強有(you)力證據,能為孕育生(sheng)命創(chuang)造有(you)利條(tiao)件。
研究者們計(ji)算了歐羅巴的(de)(de)(de)海洋(yang)中(zhong),當海水(shui)(shui)與巖石相互作用(yong)時可能產生(sheng)的(de)(de)(de)氫氣的(de)(de)(de)含(han)量,這個過程被稱為蛇紋石化作用(yong)。在此過程中(zhong),水(shui)(shui)滲透入礦(kuang)物顆粒之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)空隙并(bing)與巖石發生(sheng)反應,形成(cheng)新的(de)(de)(de)礦(kuang)物質并(bing)釋放氫氣。
研究者(zhe)們認為:隨著(zhu)時間的(de)(de)推移,歐羅巴海底會有(you)一些裂縫,因為從(cong)這顆星球形成數十(shi)億年以來,它(ta)的(de)(de)巖(yan)石內部依(yi)舊保(bao)持著(zhu)低溫。新的(de)(de)裂縫將新鮮的(de)(de)巖(yan)石暴露(lu)給海水(shui),然后更多的(de)(de)產生氫氣的(de)(de)化(hua)學反應就此(ci)發生。
人(ren)類移(yi)居的可能性
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指出(chu),木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二的(de)(de)海(hai)洋(yang)中至少應該存活(huo)著(zhu)300萬噸似魚(yu)復雜生(sheng)物。這將13年(nian)前科(ke)學(xue)家(jia)們(men)提出(chu)的(de)(de)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二生(sheng)命(ming)假說又向前推進了一(yi)(yi)步(bu)。木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二是1610年(nian)由伽利略發現的(de)(de),航天器對木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二的(de)(de)探測(ce)表明,它的(de)(de)外殼冰層(ceng)下(xia)可能有(you)海(hai)洋(yang),有(you)了海(hai)洋(yang)就意味(wei)著(zhu)其中可能有(you)生(sheng)命(ming)存在(zai)。科(ke)學(xue)家(jia)們(men)一(yi)(yi)直在(zai)設法(fa)揭開其生(sheng)命(ming)之謎,
人(ren)類(lei)能否(fou)在木(mu)(mu)衛二“歐(ou)羅巴”星(xing)球(qiu)上生活?來自美國宇(yu)航局的(de)專家認為(wei)這(zhe)顆木(mu)(mu)星(xing)具有(you)較大的(de)“宜居(ju)”潛力,未來可能適合人(ren)類(lei)居(ju)住(zhu)。下(xia)(xia)一(yi)步,科學(xue)家將發射(she)探測器對木(mu)(mu)衛二的(de)冰下(xia)(xia)海洋進(jin)行(xing)調(diao)查,確定其厚度(du)和分布情況,有(you)研究認為(wei)木(mu)(mu)衛二的(de)海洋可能與地球(qiu)相似,也具有(you)一(yi)定的(de)鹽度(du)。美國宇(yu)航局噴氣推進(jin)實(shi)驗室博(bo)士羅伯特·帕(pa)帕(pa)拉多(duo)認為(wei)派(pai)遣(qian)探測器降落(luo)木(mu)(mu)衛二表面是(shi)一(yi)個(ge)非常有(you)遠見的(de)行(xing)星(xing)科學(xue)目標(biao),同時也是(shi)一(yi)個(ge)困難的(de)技術挑戰。
一(yi)篇來(lai)自《天體(ti)生物(wu)學》期刊的(de)(de)文章詳細(xi)(xi)描述了未來(lai)木(mu)(mu)衛(wei)二(er)探索任(ren)務的(de)(de)三(san)個(ge)主(zhu)要目標:第(di)一(yi),至少要在兩個(ge)不同(tong)深度(du)(du)上監測(ce)木(mu)(mu)衛(wei)二(er)海水(shui)鹽(yan)度(du)(du)、有機物(wu)質以及(ji)其他污染(ran)物(wu)等;第(di)二(er),調(diao)查木(mu)(mu)衛(wei)二(er)冰殼、海洋(yang)物(wu)理(li)環境以及(ji)表層物(wu)質磁學特性;第(di)三(san),科(ke)學家希望探測(ce)器能傳回木(mu)(mu)衛(wei)二(er)表面地(di)表特征(zheng)的(de)(de)照片。木(mu)(mu)衛(wei)二(er)被(bei)稱為“歐羅巴”星球,其表面有著各種各樣奇怪的(de)(de)地(di)形(xing),酷似(si)仙境,根據伽利略探測(ce)器的(de)(de)觀測(ce)數據,科(ke)學家依然不了解該天體(ti)表面上錯綜復(fu)雜并交織在一(yi)起的(de)(de)“神(shen)秘細(xi)(xi)線”,派遣探測(ce)器登陸木(mu)(mu)衛(wei)二(er)可以解決(jue)許多關(guan)鍵問題。
2013年3月(yue),科(ke)學(xue)(xue)(xue)家(jia)認(ren)為有(you)充(chong)分的(de)(de)證據顯(xian)示(shi)木衛二的(de)(de)冰(bing)凍(dong)表面下(xia)擁(yong)有(you)巨大的(de)(de)咸(xian)水(shui)海(hai)洋,冰(bing)下(xia)海(hai)洋與(yu)表面還(huan)存在化學(xue)(xue)(xue)物質(zhi)的(de)(de)交換,使得海(hai)洋中的(de)(de)化學(xue)(xue)(xue)物質(zhi)更加豐富。加州(zhou)理工學(xue)(xue)(xue)院天文學(xue)(xue)(xue)家(jia)麥(mai)克·布(bu)朗(lang)教授認(ren)為能量可以從這(zhe)些化學(xue)(xue)(xue)循環通(tong)道(dao)中進入木衛二的(de)(de)冰(bing)下(xia)海(hai)洋中,這(zhe)對生(sheng)命(ming)而言是非(fei)常重要的(de)(de)。
木衛二上是否有海洋
航天器對木衛(wei)(wei)二的探測表明,其上可能有海洋。正(zheng)因如此,在對木星衛(wei)(wei)星的探測中,科學(xue)家們最重視的就是木衛(wei)(wei)二。
早在1979年,旅行(xing)者1號(hao)和(he)2號(hao)探(tan)測木(mu)星(xing)時(shi)就發現(xian),木(mu)衛二(er)像(xiang)個(ge)冰與奶油巧(qiao)克(ke)力混合(he)的(de)大球(qiu)體,表面上分布著彎曲條紋。科學家們分析研(yan)究木(mu)衛二(er)的(de)照片和(he)探(tan)測資料后提出,該衛星(xing)表面覆蓋著5000米厚的(de)冰層,冰層下面可能(neng)有一個(ge)深達50千米的(de)海洋。
從1996年伽利略號在(zai)距離木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二16萬(wan)千米處拍攝的(de)照(zhao)片(pian)上看,這顆(ke)星(xing)球呈現出(chu)冰殼狀,表面(mian)裂縫交(jiao)錯(cuo),像地球兩(liang)極的(de)浮冰,說(shuo)明冰層曾受到巨(ju)力的(de)作(zuo)用。科學家們研究(jiu)后認(ren)為,這種(zhong)力是由木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二和木(mu)星(xing)及其(qi)他三顆(ke)伽利略衛(wei)(wei)(wei)星(xing)之間的(de)引力形成的(de)潮汐力,其(qi)作(zuo)用不僅形成木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二的(de)表面(mian)特征,還(huan)使其(qi)內部的(de)水(shui)以液態存在(zai)。
1996年末,伽利略號從距離木衛二688千(qian)米處經過時拍攝的照(zhao)片顯示,木衛二表面有水流(liu)存在。科學家們說,這種(zhong)現象表明木衛二內(nei)核很熱,大量熱能從火(huo)山口或(huo)熱泉眼噴(pen)發出來,導(dao)致表面部分冰層融化(hua)。
1997年1月,伽利(li)略號用(yong)磁強(qiang)計(ji)對木(mu)(mu)衛(wei)二(er)的磁場進(jin)行的探測顯示,木(mu)(mu)衛(wei)二(er)只能有(you)一(yi)個內磁場才能解(jie)釋(shi)獲(huo)得的結果。這個內在(zai)導(dao)電(dian)層的導(dao)電(dian)率必(bi)須和(he)含鹽海水一(yi)樣強(qiang)。由此科學家們再次(ci)得出木(mu)(mu)衛(wei)二(er)上(shang)可能有(you)海洋(yang)的推論。同時,發回的新(xin)照片表(biao)明,木(mu)(mu)衛(wei)二(er)表(biao)面(mian)裂(lie)縫位(wei)置發生(sheng)了變(bian)化(hua),說明很(hen)可能是表(biao)層下的海洋(yang)流動造成的。
“冰(bing)激凌(ling)”內熱外冷“夾層”是海(hai)洋
1997年(nian)2月,伽(jia)利略(lve)號從距離(li)木衛二(er)586千(qian)米(mi)(mi)(mi)處飛過時拍攝的(de)照(zhao)(zhao)片(pian)顯(xian)示,木衛二(er)表面(mian)(mian)最(zui)大(da)的(de)冰山寬達(da)13千(qian)米(mi)(mi)(mi),高(gao)為100~200米(mi)(mi)(mi)。美(mei)國科學家史蒂文等人(ren)認為,由于木星對木衛二(er)內核的(de)引力作(zuo)用(yong),使其冰幔下面(mian)(mian)的(de)水保持液體(ti)狀(zhuang)態,成為深達(da)幾(ji)千(qian)米(mi)(mi)(mi)的(de)海洋。1998年(nian)12月伽(jia)利略(lve)號拍攝的(de)照(zhao)(zhao)片(pian)顯(xian)示,木衛二(er)南部有一條長達(da)800米(mi)(mi)(mi)的(de)裂縫。
2000年1月(yue),伽利(li)略號從距離木(mu)(mu)衛(wei)二351千米(mi)處掠過時發現,木(mu)(mu)衛(wei)二地(di)磁北極(ji)點位置頻繁移動。科學家們(men)認(ren)為(wei),這是木(mu)(mu)衛(wei)二含鹽(yan)海洋(yang)在(zai)冰層下流動形成電磁場引(yin)發的(de)結果。
在研究(jiu)了(le)木衛二(er)表面裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)照片之后(hou),2002年(nian)9月格林(lin)伯格研究(jiu)小組宣稱,木衛二(er)冰層(ceng)(ceng)較薄,觀測到(dao)的(de)(de)表層(ceng)(ceng)裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)可使氣體、熱量和有(you)機物(wu)質(zhi)接觸(chu)到(dao)表層(ceng)(ceng)下面可能(neng)(neng)存(cun)在的(de)(de)水。這種情況(kuang)顯示(shi),木衛二(er)可能(neng)(neng)存(cun)在的(de)(de)海(hai)洋同地球上(shang)的(de)(de)北(bei)(bei)冰洋相(xiang)似。既然北(bei)(bei)冰洋能(neng)(neng)通(tong)過(guo)冰層(ceng)(ceng)的(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)接觸(chu)空氣和熱量,那么(me)木衛二(er)上(shang)的(de)(de)海(hai)洋也(ye)能(neng)(neng)通(tong)過(guo)冰層(ceng)(ceng)裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)與外界接觸(chu)。
科(ke)(ke)學(xue)家(jia)們依(yi)據(ju)旅行者2號和伽利略號獲取的(de)資料,于2007年繪(hui)制出的(de)首張(zhang)木(mu)衛(wei)(wei)二全球(qiu)地(di)(di)質(zhi)構造(zao)圖(tu)揭(jie)示,其(qi)表(biao)面地(di)(di)質(zhi)構造(zao)比(bi)較年輕且富于變(bian)化。2008年,科(ke)(ke)學(xue)家(jia)們發現,木(mu)衛(wei)(wei)二極地(di)(di)旋轉軸(zhou)偏移了(le)80多(duo)度(du)。這(zhe)樣的(de)極端變(bian)化表(biao)明(ming)木(mu)衛(wei)(wei)二表(biao)面冰殼(ke)厚度(du)不(bu)一致(zhi),在其(qi)下面有廣闊的(de)海(hai)(hai)洋(yang)。科(ke)(ke)學(xue)家(jia)們還用多(duo)種航天器獲得的(de)照片(pian),繪(hui)制了(le)木(mu)衛(wei)(wei)二表(biao)面直徑(jing)達500千米以上(shang)的(de)大型弧狀盆地(di)(di)圖(tu)像。經綜合分析研究,科(ke)(ke)學(xue)家(jia)們認為,木(mu)衛(wei)(wei)二內部有一個金屬核,核外(wai)是石質(zhi)的(de)殼(ke),殼(ke)外(wai)是液態水海(hai)(hai)洋(yang),海(hai)(hai)洋(yang)表(biao)面是冰層。
是否(fou)具備生命存在的三個基本要素
由于水是孕育生命(ming)的重要條件,故而科(ke)學家們在(zai)發現木衛(wei)二上(shang)可能(neng)有海(hai)洋(yang)之后,就推斷其海(hai)洋(yang)中可能(neng)有生命(ming)。
1979年旅行(xing)者(zhe)號發(fa)現木(mu)衛二表面(mian)廣泛分布著彎曲的褐(he)色條紋之后,有(you)的科學家就認為,這意味(wei)著該星球上存在著有(you)機(ji)分子,因為多種有(you)機(ji)聚合物是呈(cheng)褐(he)色的。同時對可能存在的海(hai)洋來說,其(qi)環境可以維持有(you)機(ji)體的生(sheng)存,因而估計木(mu)衛二上可能存活細(xi)菌一類的低級(ji)生(sheng)物。
1996年(nian)8月(yue),美國科學家提(ti)(ti)出(chu),木衛二(er)的(de)(de)(de)海(hai)底也可能(neng)(neng)(neng)存(cun)在火山,其(qi)噴發提(ti)(ti)供(gong)的(de)(de)(de)熱量(liang)(liang)足(zu)以(yi)使某些不需要(yao)陽(yang)光和(he)空氣的(de)(de)(de)微生(sheng)(sheng)物生(sheng)(sheng)存(cun)下去,這一論(lun)點被稱(cheng)為(wei)木衛二(er)生(sheng)(sheng)命假(jia)(jia)說。木衛二(er)冰層下面有(you)水、充足(zu)的(de)(de)(de)熱量(liang)(liang)和(he)有(you)機(ji)化(hua)合物這三個生(sheng)(sheng)命存(cun)在的(de)(de)(de)基本要(yao)素,其(qi)環境(jing)很有(you)可能(neng)(neng)(neng)符(fu)合宇宙生(sheng)(sheng)物學的(de)(de)(de)標準(zhun)。地(di)球海(hai)洋深處一些火山口(kou)的(de)(de)(de)周圍,沒有(you)陽(yang)光和(he)氧氣的(de)(de)(de)極端(duan)惡劣的(de)(de)(de)自然環境(jing)中都有(you)原始微生(sheng)(sheng)物繁衍生(sheng)(sheng)息,就是(shi)因(yin)為(wei)這些地(di)方都具(ju)備(bei)上述三個條件。提(ti)(ti)出(chu)和(he)贊(zan)同木衛二(er)生(sheng)(sheng)命假(jia)(jia)說的(de)(de)(de)科學家們認為(wei),從環境(jing)條件推斷(duan),其(qi)生(sheng)(sheng)命形(xing)態只(zhi)能(neng)(neng)(neng)是(shi)低級的(de)(de)(de)海(hai)洋生(sheng)(sheng)物。
這些科學(xue)(xue)家(jia)認為,地(di)球生命源(yuan)于海(hai)(hai)洋里的(de)火山(shan)噴口(kou),此一(yi)原理也適(shi)用于木衛二(er)(er)。他們(men)猜(cai)測,受木星引力影響,木衛二(er)(er)內部亦有(you)火山(shan)活動(dong)。當木衛二(er)(er)從(cong)木星一(yi)側飛向(xiang)另一(yi)側時,木星會(hui)擠壓木衛二(er)(er),導致(zhi)后者的(de)核(he)心處于熔融(rong)狀態,從(cong)而(er)引起火山(shan)活動(dong)。火山(shan)雖未(wei)噴發(fa)出(chu)表面(mian),但(dan)卻加熱了冰層(ceng)下(xia)面(mian)的(de)水,使其呈液體狀態,形成海(hai)(hai)洋。木衛一(yi)由于距離木星更(geng)(geng)近,受到(dao)的(de)擠壓更(geng)(geng)大,故而(er)火山(shan)噴出(chu)表面(mian),并(bing)留下(xia)硫磺和其他化學(xue)(xue)物(wu)質。地(di)球海(hai)(hai)底(di)熱液噴口(kou)處也有(you)很多同類化合物(wu),且與地(di)球早(zao)期(qi)生命有(you)關。由此科學(xue)(xue)家(jia)們(men)推斷,木衛二(er)(er)海(hai)(hai)底(di)火山(shan)活動(dong)也會(hui)噴發(fa)類似化合物(wu),并(bing)造成溫(wen)暖(nuan)的(de)環境,從(cong)而(er)孕育并(bing)存活了生命。
揭開生(sheng)命之謎(mi)的四(si)個探(tan)測方案
人(ren)類尋(xun)找地外生(sheng)命的(de)具體目標(biao),排在第一位的(de)是火星(xing),排在第二(er)位的(de)就(jiu)是木衛二(er)。怎樣利用(yong)航天(tian)技術揭開木衛二(er)生(sheng)命之(zhi)謎呢?科學(xue)家們(men)已(yi)提出四(si)種可行的(de)方案。
一是用導彈轟擊取樣
人類將(jiang)從地球向木(mu)衛二(er)發(fa)射(she)一艘宇宙飛(fei)船,當其飛(fei)臨木(mu)衛二(er)近空(kong)時(shi),適(shi)時(shi)發(fa)射(she)一枚導(dao)彈,猛烈轟擊目(mu)標的(de)表(biao)面,使冰(bing)層碎塊(kuai)飛(fei)向高空(kong),隨即(ji)飛(fei)船穿越炸出的(de)冰(bing)塊(kuai)云(yun)團(tuan),伸(shen)出“凝膠”收集部分碎冰(bing),并(bing)運(yun)回地球,供科(ke)學家們研究,以(yi)便確定有無生命信息。
二是用航天器進(jin)行近(jin)空探測(ce)
美(mei)國宇航局(ju)(ju)和歐(ou)空(kong)局(ju)(ju)正在研制名為(wei)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二木(mu)(mu)(mu)星(xing)系任務的(de)(de)探測(ce)器(qi),計(ji)(ji)劃將于2020年(nian)(nian)發射升空(kong),2026年(nian)(nian)到達探測(ce)區(qu)域,預(yu)定工作(zuo)期限(xian)為(wei)三年(nian)(nian)。探測(ce)器(qi)由兩個軌(gui)道(dao)器(qi)組成。美(mei)國負責(ze)(ze)攜(xie)有相機(ji)、光譜(pu)儀(yi)和強(qiang)大(da)雷達系統的(de)(de)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二軌(gui)道(dao)器(qi)。當(dang)其進(jin)入(ru)環繞木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二軌(gui)道(dao)開(kai)展探測(ce)工作(zuo)時,雷達系統可以穿透木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二冰層,計(ji)(ji)算出冰層厚度,其他儀(yi)器(qi)將研究(jiu)海洋生(sheng)物(wu)跡象。它將幫助科學家縮小可能存在生(sheng)命區(qu)域的(de)(de)范圍,為(wei)以后的(de)(de)探測(ce)提(ti)供依據。歐(ou)空(kong)局(ju)(ju)負責(ze)(ze)攜(xie)有相機(ji)、光譜(pu)儀(yi)、塵埃分析(xi)器(qi)、質譜(pu)儀(yi)或者磁力計(ji)(ji)的(de)(de)軌(gui)道(dao)器(qi),屆時主要是對木(mu)(mu)(mu)星(xing)衛(wei)星(xing)進(jin)行(xing)探測(ce)。
三是用(yong)航天器著陸探測
俄羅(luo)(luo)斯將(jiang)參與歐(ou)空局(ju)2015年至2025年的一項空間研(yan)(yan)究(jiu)計劃,以(yi)便登(deng)陸(lu)研(yan)(yan)究(jiu)木(mu)衛二(er),尋(xun)找(zhao)(zhao)簡單的生(sheng)命(ming)形式。這(zhe)一項目(mu)的航天器以(yi)法國天文(wen)學家(jia)皮埃爾韁馉(gu)拉(la)普拉(la)斯的名(ming)字命(ming)名(ming)。俄羅(luo)(luo)斯將(jiang)研(yan)(yan)制一個登(deng)陸(lu)探(tan)測器,搭載(zai)在該(gai)航天器上(shang)。屆時登(deng)陸(lu)探(tan)測器將(jiang)降落在木(mu)衛二(er)表面冰層的一個裂縫處,并融化一些冰,開始尋(xun)找(zhao)(zhao)生(sheng)命(ming)蹤跡,隨(sui)即將(jiang)探(tan)測結果通過拉(la)普拉(la)斯航天器傳回地面。
四是(shi)用機器(qi)人鉆入海(hai)洋探(tan)測
其方案是向木(mu)衛二(er)發射兩個著陸(lu)機器人,一個能鉆穿(chuan)冰層開(kai)(kai)辟一條通往海洋(yang)(yang)的(de)(de)(de)孔道,另一個能沿著孔道進入海洋(yang)(yang)開(kai)(kai)展探測工作。水下機器人攜帶的(de)(de)(de)科學儀器能夠進行環繞考察(cha)并找出微生(sheng)物(wu),包括不同于地球上的(de)(de)(de)生(sheng)命(ming)形態。其探測結果將適時發回地球。為(wei)保證探測效果不受木(mu)衛二(er)以(yi)外的(de)(de)(de)任何因素影響,兩個高度自動化的(de)(de)(de)機器人必須完全滅(mie)菌。
木衛(wei)二將驗證或修正宇(yu)宙生物學標準
探測木衛(wei)二有無生(sheng)命的(de)意義(yi)在于(yu),除弄清(qing)真(zhen)(zhen)相外,還(huan)可驗證(zheng)或修正宇(yu)宙生(sheng)物學標準(zhun)。如(ru)果(guo)(guo)發現(xian)了(le)木衛(wei)二上有生(sheng)命,那就(jiu)證(zheng)明了(le)宇(yu)宙生(sheng)物學標準(zhun)至少適用于(yu)太陽系天(tian)體。如(ru)果(guo)(guo)推斷(duan)(duan)條件屬實(shi)而(er)未(wei)發現(xian)生(sheng)命,則需修正這一標準(zhun)。如(ru)果(guo)(guo)推斷(duan)(duan)條件不存在,則另當別論。無論獲得何種真(zhen)(zhen)實(shi)情況(kuang),都能(neng)深化(hua)人類(lei)對木衛(wei)二乃至太陽系天(tian)體的(de)認識,促進空間科學的(de)發展(zhan)。
移居木衛二?
極度深寒還有點兒(er)擠
在(zai)太陽系八大行星(xing)(xing)中,木(mu)星(xing)(xing)是最大的(de)(de)。木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)是木(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)四大衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)之一,直徑(jing)為2920千米,只有(you)地球(qiu)直徑(jing)的(de)(de)約四分之一,體積(ji)比(bi)地球(qiu)的(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)月球(qiu)稍微(wei)小(xiao)(xiao)一點。科學(xue)家(jia)推測木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)的(de)(de)表面(mian)溫度(du)在(zai)赤道地區平均約為-163℃,兩極更(geng)低,只有(you)-223℃,所以(yi)表面(mian)的(de)(de)水是永久(jiu)凍結的(de)(de)。但(dan)是潮汐(xi)力所提供的(de)(de)熱能可能會使冰層(ceng)下的(de)(de)水保(bao)持液態,另(ling)外木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)上長(chang)達(da)60小(xiao)(xiao)時的(de)(de)白晝(zhou),也使得(de)表面(mian)冰層(ceng)的(de)(de)裂口有(you)可能接受到(dao)充足的(de)(de)陽光。即(ji)便(bian)這樣(yang),假(jia)如有(you)一天人(ren)類(lei)能征服木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er),也恐難以(yi)長(chang)久(jiu)移居。
火星和木衛二(er),地球人先到哪一個?
除了木(mu)衛二(er)之(zhi)外,火(huo)(huo)星(xing)(xing)(xing)被認為(wei)(wei)是另一個可能存在生(sheng)命(ming)形態的星(xing)(xing)(xing)體,因為(wei)(wei)科(ke)學家研(yan)究發現,火(huo)(huo)星(xing)(xing)(xing)的地下深處仍可能有液態水。與木(mu)衛二(er)相(xiang)比,火(huo)(huo)星(xing)(xing)(xing)距離地球更近(jin),因此(ci),對于火(huo)(huo)星(xing)(xing)(xing)生(sheng)命(ming)之(zhi)謎(mi)的探(tan)索,科(ke)學家也一直高度(du)關注。未來的太空任務已經把火(huo)(huo)星(xing)(xing)(xing)和(he)木(mu)衛二(er)同時作為(wei)(wei)發射新遙(yao)控探(tan)測器的最終(zhong)目的地。火(huo)(huo)星(xing)(xing)(xing)和(he)木(mu)衛二(er),誰會(hui)被最先證明,是地球的兄弟或者(zhe)陌生(sheng)人?
木衛二發(fa)現黏土型礦物
美國航(hang)天局(ju)11日宣布,在(zai)最可(ke)能(neng)有生命(ming)(ming)存在(zai)的(de)木(mu)星衛星——木(mu)衛二(er)的(de)表面首次發(fa)現了黏(nian)土型(xing)礦物,這意(yi)味著木(mu)衛二(er)可(ke)能(neng)存在(zai)對形成生命(ming)(ming)至(zhi)關重要的(de)有機物。
美國(guo)航天局當天在(zai)一份聲明中說,在(zai)木衛(wei)二表面發現了一種(zhong)叫做層狀硅酸鹽的黏土(tu)(tu)型礦物(wu),這(zhe)種(zhong)礦物(wu)很有(you)可(ke)能是由彗(hui)(hui)星(xing)(xing)(xing)或(huo)小行(xing)星(xing)(xing)(xing)撞擊(ji)木衛(wei)二帶(dai)(dai)(dai)來,而帶(dai)(dai)(dai)來黏土(tu)(tu)型礦物(wu)的彗(hui)(hui)星(xing)(xing)(xing)或(huo)小行(xing)星(xing)(xing)(xing)通常也攜(xie)帶(dai)(dai)(dai)有(you)機(ji)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12月(yue)11日美國國家航空(kong)航天(tian)局(NASA)宣(xuan)布,探測器在被冰雪所覆(fu)蓋的(de)(de)(de)(de)木(mu)衛二(er)上發現(xian)了其(qi)與彗(hui)星及小行(xing)星撞擊(ji)后形成的(de)(de)(de)(de)類(lei)(lei)似黏土狀的(de)(de)(de)(de)礦物(wu)質。根據“伽(jia)利(li)略”號探測器1998年拍攝到的(de)(de)(de)(de)木(mu)衛二(er)近紅外線圖片來(lai)看NASA研究(jiu)小組認為(wei),木(mu)衛二(er)上有一種與酰(xian)基氯類(lei)(lei)似的(de)(de)(de)(de)礦物(wu)。由于小行(xing)星或(huo)彗(hui)星的(de)(de)(de)(de)中(zhong)心核中(zhong)蘊含(han)可形成生命(ming)的(de)(de)(de)(de)有機物(wu)NASA研究(jiu)者表示,木(mu)衛二(er)的(de)(de)(de)(de)冰雪表層下極有可能(neng)(neng)隱藏廣袤的(de)(de)(de)(de)海洋,歷經漫(man)長時(shi)間后或(huo)許有育(yu)成生命(ming)的(de)(de)(de)(de)可能(neng)(neng)性,
美國和德國研(yan)究員發表(biao)報告(gao)稱,在木星的(de)衛(wei)星之一“木衛(wei)二”上,發現有(you)間歇性噴發的(de)噴泉,這是木衛(wei)二冰凍表(biao)面下(xia)隱(yin)藏著一個(ge)巨大海洋的(de)最好證據。一旦有(you)了水,也就意味(wei)著可能(neng)有(you)生命!長(chang)久(jiu)以來,科學家(jia)們都(dou)認為(wei)“木衛(wei)二”可能(neng)存有(you)生命。
外媒稱,新(xin)的(de)研究顯示,木星的(de)一個(ge)衛星—木衛二有豐富的(de)重(zhong)要(yao)礦物質,還有從地下海洋里噴發的(de)壯觀水柱(zhu)這(zhe)可(ke)能是太陽(yang)系里又(you)一個(ge)宜居(ju)之地。
據英國《獨立報》12日報道,哈勃望遠鏡確認了木衛(wei)二上間歇(xie)性噴發(fa)的兩處巨大羽狀(zhuang)水柱,高(gao)達兩百(bai)千米,另一項研究(jiu)在該星球冰凍(dong)表面發(fa)現了散落(luo)的泥土似的礦物質。
《科(ke)學(xue)》雜志上發(fa)表的(de)文(wen)章說,通過對哈勃望遠鏡的(de)數據進(jin)行分析發(fa)現(xian),水柱(zhu)通常(chang)在木衛(wei)二圍繞木星軌道(dao)運行時(shi)的(de)某些特定時(shi)刻噴(pen)(pen)發(fa),這(zhe)表明噴(pen)(pen)發(fa)原(yuan)因是周(zhou)期(qi)性的(de)巨(ju)大(da)潮汐力使該(gai)星球(qiu)地下海洋的(de)壓力增大(da),使其液體(ti)從表面的(de)冰縫(feng)噴(pen)(pen)涌而出,
報道(dao)指出,在(zai)已知的(de)63個(ge)木星的(de)衛星中(zhong),木衛二是最重(zhong)要的(de)一個(ge)。天文學(xue)家(jia)(jia)認(ren)為(wei),它的(de)冰層表面(mian)之下有海洋存在(zai)這是由于潮汐(xi)(xi)力(li)的(de)熱量使其保持液態。一些科(ke)學(xue)家(jia)(jia)認(ren)為(wei)這片(pian)海洋中(zhong)可能有生命,而礦物(wu)質和(he)潮汐(xi)(xi)熱能可以為(wei)其提供能量。
另(ling)一項對(dui)美國航天(tian)局伽利略(lve)項目收集的數(shu)據的研究顯示(shi),在木衛二表面(mian)發現的重要泥(ni)土(tu)類礦物質(zhi)可能是該星(xing)球(qiu)此前與小行星(xing)或彗星(xing)相(xiang)撞產生的。
美國航天局噴(pen)氣推進實驗室的(de)(de)吉(ji)姆·雪利(li)說:“我們經常在彗星(xing)或原始小行(xing)星(xing)上找到構成生命的(de)(de)重要物質—有機礦(kuang)物質在木(mu)衛二的(de)(de)表面發(fa)現與這類彗星(xing)相撞的(de)(de)殘留物可能為我們在該星(xing)球尋找生命開(kai)啟(qi)新的(de)(de)篇章(zhang)。”
據報道,很多科學(xue)家認(ren)為(wei)木衛二(er)可能(neng)是太陽(yang)系里除地球(qiu)外最適(shi)宜生(sheng)命存在的星球(qiu)。
“歐羅巴快帆(fan)”最早將于2023年(nian)發射,攜帶9臺儀器前往木星(xing)(xing)系統,圍(wei)繞(rao)木衛(wei)二(er)運(yun)行3年(nian)以上,收集關于這(zhe)顆(ke)衛(wei)星(xing)(xing)的(de)地質、組成和隱(yin)藏(zang)的(de)內部海洋的(de)重要信息,并評估該(gai)衛(wei)星(xing)(xing)的(de)宜居性。