木星第四大衛星歐羅巴,也會將地下海水噴到太空中

作者 | 發布日期 2020 年 05 月 15 日 18:55 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 follow us in feedly


在木星的 79 顆衛星中,木衛二歐羅巴(Europa)非常特別,它像一顆行星而非木星的月亮,過去數據也指出歐羅巴有一片全球性地下海洋。最近,天文學家又多了一項證據,表明歐羅巴也和土衛二一樣,有大量水隨著羽狀物從地表下噴向外太空。

歐羅巴直徑約 3,100 公里,比我們的月亮小一些,表面被厚厚冰層覆蓋,而根據目前種種數據對歐羅巴表面的成像,我們可以看到一些錯綜複雜像疤痕的紅褐色區域,科學家指出可能包含大量非冰物質,而藍白色區域則相對較純。

受木星引力拖引影響導致內部產生潮汐加熱,科學家強烈懷疑歐羅巴厚幾公里的地殼下方有全球性海洋,並且自 NASA 伽利略號(Galileo)探測器執行木星與木衛觀測任務以來,大量證據表明一些地下水會穿透冰層裂縫,經由羽狀噴流射向太空;2013 年時,哈伯太空望遠鏡首度發現羽狀噴流存在的間接證據。

最近,歐洲太空總署(ESA)科學家 Hans Huybrighs 團隊基於伽利略號先前對歐羅巴的磁場研究,再次發現伽利略號可能已目睹歐羅巴將地下海洋的水噴向太空。

有液態海洋就有機會找到外星生命特徵,但一想到歐羅巴表面厚達幾公里的冰層科學家就頭大,因為鑽透冰層取樣地下海水是項非常浩大的工程。但如果,地下海水自己穿透冰層裂縫、以羽狀噴流樣噴向外太空呢?這就簡單了,科學家只要分析噴出地表的海水就行了。

首先,木星磁場強度是地球的 20 倍,延伸至太空中幾百萬公里,而歐羅巴當然也在木星磁場影響範圍內,但伽利略號高能粒子檢測器(EPD)於歐羅巴附近記錄到的質子明顯少於預期,以前研究曾假設可能是衛星本身擋住探測器的觀測。

但研究人員透過電腦模擬發現,只有在假定歐羅巴出現羽狀噴流時,才會出現質子明顯少於預期的結果,當高能質子與來自羽狀噴流中的不帶電粒子碰撞時,會吸收來自它們的電子從而成為不帶電粒子,如此一來它們便不再被木星磁場束縛、可以高速離開系統,所以探測器觀察到質子少於預期。

如果歐羅巴確實也跟土衛二一樣有這類型羽狀噴流突破地表冰殼,科學家將能直接取樣水蒸氣進行遠程檢測,分析其地下海水成分,目前,ESA 計畫中的木星冰月探測器 (JUICE)任務預計 2022 年發射、2029 年進入木星系統,將主力探索木星的 3 顆衛星:木衛二、木衛三與木衛四。

新論文發表在《地球物理研究通訊》(Geophysical Research Letters)。

(首圖來源:歐洲太空總署

延伸閱讀: