太陽系內最大衛星,木衛三首度檢測到水蒸氣證據

作者 | 發布日期 2021 年 07 月 27 日 13:59 | 分類 天文 Telegram share ! follow us in feedly


作為太陽系內最大衛星,木衛三被科學家推測其地下 160 公里可能藏有液態海洋,而最近 NASA 查看哈伯太空望遠鏡數據,首度發現這顆衛星稀薄大氣中存在水蒸氣的證據。

木衛三又名蓋尼米德(Ganymede),是太陽系中最大顆的衛星,直徑甚至比水星還大。根據過去伽利略號探測器數次近距離飛掠木衛三所得到的數據,雖然這顆衛星太過寒冷以至於表面就算有水都以固態形式存在,但地下 160~200 公里處很可能夾有一層液態海洋,含水量比地球海洋還多,或許也可支持簡單的海洋生命生存。

哈伯太空望遠鏡則發現木衛三的稀薄大氣層主要成分為氧,來源可能是木衛三表面冰體在輻射作用下分解為氫氣和氧氣,但氫氣容易逃逸出太空,氧氣因為較重所以能留在木衛三大氣內。

現在,瑞典 KTH 皇家理工學院團隊重新檢查哈伯太空望遠鏡過去 20 年數據,卻意外發現木衛三大氣中存在水蒸氣的證據。

1998 年時,太空望遠鏡影像攝譜儀(Space Telescope Imaging Spectrograph,STIS)拍攝了木衛三第一批紫外線圖像,除了進一步證明木衛三具有弱磁場外,由於部分觀測結果略有差異,因此科學家將之歸因於大氣中存在較高濃度原子氧。

之後哈伯望遠鏡更新了一批儀器,包括宇宙起源頻譜儀(Cosmic Origins Spectrograph,COS),研究人員於是比較了兩種儀器的紫外線極光圖像,卻發現宇宙起源頻譜儀數據中幾乎不存在原子氧。

相反地,在分析圖像中極光分布後,研究人員指出木衛三表面溫度在一天內變化很大,赤道中午時分可能足夠溫暖到能讓少量冰昇華釋出水分子,事實上,紫外線圖像中的差異與衛星大氣中預期出現水的位置直接相關,由於水蒸氣與原子氧的光譜特徵相似,實際上或許這是探測到水蒸氣的證據。

歐洲太空總署計畫中的木星冰月探測器(JUICE)預計 2022 年發射,將主力探索木衛二、木衛三、木衛四,這項研究將能協助完善該探測器的探索計畫。新論文發表在《自然天文學》(Nature Astronomy)期刊。

(首圖來源:NASA

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