木衛二快船任務可證實木衛二是否為潛在宜居天體

自 1979 年航海家號探測器飛越木星及衛星系統，科學家一直猜測木衛二內部生命的可能性。據行星模型推論，木衛二有岩石和金屬核心、地殼和地函，地殼上有深度約 100~200 公里的液態海洋。

科學家推測，因木星強大重力的潮汐效應造成內部物質相互擠壓扭曲和摩擦，加熱地函，並在與海洋交界處形成類似地球的海底火山熱液噴泉，或許有機會在噴泉周圍演化出靠此能量與化學物質維生的厭氧生態系統。

▲ 科學家推論木衛二地質結構，冰質地殼下有廣闊地下海洋，海底火山熱液噴泉四周有機會發展類似地球的厭氧生態系統。（Source：NASA）

調查木衛二潛在宜居性是NASA木衛二快艇任務的主要目的，2024年10月10日發射，2030年4月抵達木星周圍。為了調查木衛二宜居性，木衛二快艇任務有三個主要目標。包括描述冰質地殼和地下水特徵、成分、海洋特性及表層冰質地殼和海洋物質狀態交換過程；辨識地表和大氣所有非冰物質成分含碳化合物；描述地質表面特徵。宜居性取決於許多相互物理和化學反應過程，因此以下儀器將綜合多種測量結果。

木衛二成像系統（EIS）相機系統，由廣角和窄角相機組成，每個相機都有一個八兆像素感測器，用於拍攝木衛二的高解析度影像，研究地質活動、測量地表的高度分布。還有木衛二熱成像系統（E-THEMIS），能辨識出木衛二表面可能有溫暖液態水，或者正在噴出液態水的區域，並測量表面紋理了解地表的小尺度特性。木衛二紫外線光譜儀（Europa-UVS），用於確認木衛二大氣氣體和表面物質的成分，並在木衛二附近搜尋噴流活動跡象。行星探索質譜儀（MASPEX）將分析木衛二稀薄大氣中的物質組成，並研究地下海洋的化學成分、海洋和表面如何進行物質交換，以及宇宙射線如何改變冰質地殼表面的化合物組成。

為了探測木衛二周圍的電漿和磁力分布，木衛二快船磁力計（ECM）將確認地下海洋是否存在，並測量海洋的鹽度和深度，測量木衛二冰質地殼的厚度，以及研究木衛二大氣如何與木星的電離層相互作用。電漿磁探儀（PIMS）將測量木衛二的電離層和在木星磁場中所捕獲的電漿樣本。它還將嘗試辨識並區分木星磁場，和攜帶有關地下海洋資訊的木衛二感應磁場。重力和無線電科學（G/RS）儀器將測量木衛二表面的重力分布，研究木衛二地表的曲率分布並揭示其內部結構。同時，海洋-近地表偵測雷達（REASON）將探查木衛二的冰質地殼，尋找木衛二的地下海洋，並研究冰殼的結構和厚度。它還將研究冰質地表的高度、組成和粗糙程度，並在其大氣層中尋找噴流的跡證。最後，木衛二繪圖成像光譜儀（MISE）將進行化學分析，繪製木衛二上冰、鹽、有機物和地質熱點的分布圖。表面灰塵分析儀（SUDA）將搜尋因隕石撞擊噴濺和由冰殼間隙噴出的噴流，所挾帶的物質碎片。進一步確定這些物質的化學成分和來源場所，並為木衛二的地下海洋鹽度提供詳細資訊。

科學家將藉木衛二快船探測了解木衛二所有資訊。而這些都將為未來的太空任務提供最佳參考資訊。如分析地表的高解析度影像，將能夠定出最有科學意義和最安全的登陸地點。了解冰質地殼的厚度和成分將有助於設計專門用於穿透冰層的特殊鑽頭與設計探鑽方式，甚至可以穿透冰殼直達地下海洋。

（本文由台北天文館授權轉載；首圖來源：NASA）