木(mu)衛(wei)(wei)二Europa(英語發音"yoo Roh puh"),在(zai)(zai)1610年(nian)被(bei)伽利略發現(xian),是(shi)(shi)木(mu)星(xing)的(de)第(di)六(liu)顆已知衛(wei)(wei)星(xing),是(shi)(shi)木(mu)星(xing)的(de)第(di)四(si)大衛(wei)(wei)星(xing),在(zai)(zai)伽利略發現(xian)的(de)衛(wei)(wei)星(xing)中離木(mu)星(xing)第(di)二近。木(mu)衛(wei)(wei)二比地球(qiu)的(de)衛(wei)(wei)星(xing)月球(qiu)稍微(wei)小一點(dian),直徑達到3100公里,是(shi)(shi)太陽系(xi)天體系(xi)統中的(de)第(di)六(liu)大衛(wei)(wei)星(xing)和(he)第(di)十五(wu)大天體。哈勃望遠鏡(jing)的(de)觀察揭示出(chu)木(mu)衛(wei)(wei)二有一個含氧的(de)稀薄大氣(1e-11巴)。
太陽(yang)系中(zhong)大約165顆衛(wei)(wei)(wei)星(xing)里只知道有7顆衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(木衛(wei)(wei)(wei)一(yi)、木衛(wei)(wei)(wei)二(er)(er)、木衛(wei)(wei)(wei)三(san)、木衛(wei)(wei)(wei)四、土衛(wei)(wei)(wei)二(er)(er)、土衛(wei)(wei)(wei)六和(he)海衛(wei)(wei)(wei)一(yi))擁有大氣(qi)層。不(bu)像地球的大氣(qi)中(zhong)的氧,木衛(wei)(wei)(wei)二(er)(er)的氧并不(bu)是(shi)生(sheng)物形(xing)成(cheng)的。它(ta)最(zui)可能是(shi)由于太陽(yang)光中(zhong)的電荷粒子撞擊(ji)木衛(wei)(wei)(wei)二(er)(er)的冰(bing)質表面而產生(sheng)水(shui)蒸氣(qi),然后分成(cheng)氫氣(qi)和(he)氧氣(qi)。氫氣(qi)脫(tuo)離,留下了氧氣(qi)。
木(mu)(mu)衛(wei)二(er)與(yu)木(mu)(mu)衛(wei)一(yi)的(de)組成與(yu)類(lei)地行星相似:主要由硅酸(suan)鹽巖石組成。但(dan)是與(yu)木(mu)(mu)衛(wei)一(yi)不同,木(mu)(mu)衛(wei)二(er)其外(wai)層(ceng)分(fen)布著厚度(du)達(da)100公里的(de)冰(bing)層(ceng),由于(yu)其存在內部能量源,冰(bing)下(xia)深處或擁有液態(tai)水世界,該天體表面非常“光滑”,撞擊坑數量較少,這說明“歐(ou)羅巴”星球(qiu)的(de)地質構造比較活躍,從(cong)伽利略號發回的(de)數據表明木(mu)(mu)衛(wei)二(er)有內部分(fen)層(ceng)結構,并(bing)可能有一(yi)個小型金屬(shu)內核(he)。
2013年12月11日,美國NASA宣布,木衛(wei)二表面發現黏土質礦物或可育成新生命。木衛(wei)二表面布滿(man)了冰(bing)層,冰(bing)層溫度在零下26度左(zuo)右冰(bing)層下有海洋,比地球最深(shen)的海洋還要深(shen)96公里。
2016年9月26日消息(xi),美(mei)國(guo)宇航局專(zhuan)家杰(jie)夫·尤德稱,木衛二的地(di)下海(hai)洋(yang)被認(ren)為是太(tai)陽系中最有(you)(you)希(xi)望存有(you)(you)生(sheng)命的地(di)方。
木衛(wei)二由伽利略和(he)馬里烏斯(Marius,Simon)于1610年(nian)發現,伽利略號還(huan)發現了一些木衛(wei)二擁有(you)微弱磁場的證據(相(xiang)當于木衛(wei)三(san)的四分之一)。
木衛(wei)二(er)(Europa):希臘神(shen)話中(zhong)腓尼(ni)基(Phoenicia)公主歐羅(luo)巴(Europa),阿(a)革諾耳(er)(Agenor)的女兒。大神(shen)宙斯(Zeus)化作一頭(tou)白色的公牛將(jiang)其(qi)劫(jie)至(zhi)克里特島(Crete),并與她生下(xia)了三(san)個兒子:彌(mi)諾斯(Minos)、拉達曼堤(di)斯(Rhadamanthys)和薩(sa)耳(er)佩冬(Sarpedon)。
歐羅巴是希(xi)臘神(shen)話中(zhong)的一位(wei)美(mei)麗的腓(fei)尼(ni)基公(gong)主,其他三(san)(san)顆伽利略衛(wei)星(xing)也被馬里(li)烏(wu)斯以(yi)(yi)(yi)希(xi)臘神(shen)話人物(wu)分別命名(ming)為伊奧(Io,木衛(wei)一)、蓋尼(ni)米德(Ganymede,木衛(wei)三(san)(san))和卡利斯托(Callisto,木衛(wei)四),這四個人物(wu)皆以(yi)(yi)(yi)俊美(mei)著稱。但是在20世紀中(zhong)葉以(yi)(yi)(yi)前,相當長的一段時期內,這一套命名(ming)并未被天文(wen)學(xue)家(jia)所(suo)認可(ke)。早期的文(wen)獻(xian)中(zhong)多以(yi)(yi)(yi)位(wei)置編號將“歐羅巴”稱作“木衛(wei)二”。1892年發(fa)(fa)現了(le)木衛(wei)五,比之前已(yi)知(zhi)的所(suo)有(you)木星(xing)衛(wei)星(xing)都(dou)更靠內。1979年旅(lv)行(xing)者號探測器又發(fa)(fa)現了(le)三(san)(san)顆內側衛(wei)星(xing),至(zhi)此,“歐羅巴”的位(wei)置排到了(le)第六(liu)。盡(jin)管如(ru)此,編號名(ming)仍(reng)然承襲下(xia)來(lai),并偶有(you)使用中(zhong)文(wen)因對(dui)音等問題,亦(yi)通(tong)行(xing)以(yi)(yi)(yi)“木衛(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。但是(shi)與木(mu)(mu)衛(wei)一(yi)(yi)不(bu)同,木(mu)(mu)衛(wei)二有(you)一(yi)(yi)個(ge)薄薄的(de)(de)(de)冰外殼。從伽利略號發回的(de)(de)(de)數據表明(ming)木(mu)(mu)衛(wei)二有(you)內(nei)(nei)部分層結(jie)構,并可能(neng)有(you)一(yi)(yi)個(ge)小型金屬內(nei)(nei)核(he)。但是(shi)木(mu)(mu)衛(wei)二的(de)(de)(de)表面(mian)不(bu)像一(yi)(yi)個(ge)內(nei)(nei)層太陽系的(de)(de)(de)東西,它極度的(de)(de)(de)光(guang)滑(hua):只能(neng)看到極少的(de)(de)(de)數百米(mi)高的(de)(de)(de)地形(xing)。凸出的(de)(de)(de)記號看來只是(shi)反照率特(te)性或是(shi)一(yi)(yi)些不(bu)大的(de)(de)(de)起伏。
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(mu)衛二表面的(de)(de)冰以下有(you)(you)(you)一(yi)層液(ye)態的(de)(de)水(shui),或(huo)許有(you)(you)(you)50千米深(shen),由引(yin)潮力帶(dai)來的(de)(de)熱量保持液(ye)態。若假設成立(li),這將是(shi)除地球(qiu)之外,太陽系(xi)中唯一(yi)一(yi)個有(you)(you)(you)大量的(de)(de)液(ye)態水(shui)存在的(de)(de)地方(fang)。
木衛二最醒目的(de)外(wai)觀(guan)是遍(bian)布全球的(de)一(yi)串串十字(zi)條紋。較(jiao)大的(de)一(yi)個向外(wai)擴散到淡(dan)色物(wu)質地帶,長近20千米。最近的(de)有關(guan)它們的(de)起源(yuan)理論是:它們由一(yi)連串火山噴出(chu)物(wu)或(huo)噴泉產生。
來(lai)自伽利略號兩次(ci)接近木衛(wei)二(er)發回的(de)(de)(de)圖(tu)片看(kan)來(lai)驗(yan)證了早(zao)期的(de)(de)(de)理論(lun):木衛(wei)二(er)上的(de)(de)(de)環(huan)(huan)形山(shan)很(hen)(hen)少,只發現三個(ge)直徑(jing)大于(yu)5千米的(de)(de)(de)環(huan)(huan)形山(shan)。這(zhe)表(biao)(biao)明它有(you)(you)一(yi)個(ge)年(nian)輕又活(huo)躍的(de)(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)。然而,旅行者號做了一(yi)小部分的(de)(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)高(gao)清(qing)晰度地圖(tu),木衛(wei)二(er)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)精確年(nian)齡是一(yi)個(ge)懸而未決問(wen)題。但一(yi)些(xie)活(huo)動(dong)很(hen)(hen)顯然正在發生(sheng),有(you)(you)些(xie)區域看(kan)來(lai)很(hen)(hen)像(xiang)春天到來(lai)時兩極(ji)海洋(yang)處冰塊融化(hua)的(de)(de)(de)情景。木衛(wei)二(er)表(biao)(biao)面(mian)和內(nei)部的(de)(de)(de)確切性質還不很(hen)(hen)清(qing)楚(chu),但有(you)(you)一(yi)個(ge)表(biao)(biao)面(mian)“海洋(yang)”的(de)(de)(de)確切證據(ju)。
木衛(wei)二是太(tai)(tai)陽(yang)(yang)系(xi)(xi)中另一(yi)顆(ke)與眾不同的(de)衛(wei)星。木衛(wei)二是太(tai)(tai)陽(yang)(yang)系(xi)(xi)中最明(ming)亮(liang)的(de)一(yi)顆(ke)衛(wei)星,它(ta)之所以(yi)顯得如(ru)此明(ming)亮(liang)是由(you)于它(ta)表面有一(yi)層(ceng)厚厚的(de)冰殼(ke),這層(ceng)冰殼(ke)上布滿了隕石(shi)撞(zhuang)擊坑和縱橫(heng)交錯(cuo)的(de)條紋。木衛(wei)二的(de)內部(bu)很可能是非常活躍(yue)的(de),在(zai)冰殼(ke)下面很可能隱藏了一(yi)個太(tai)(tai)陽(yang)(yang)系(xi)(xi)中最大的(de)液態(tai)水(shui)海洋,這個海洋中極有可能存在(zai)著(zhu)生命。
1994年,哈(ha)勃空間(jian)望遠鏡(jing)的(de)(de)(de)Goddard高(gao)解釋度光譜儀觀測(ce)到,木衛(wei)二(er)的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)包裹著一(yi)層主(zhu)要由氧構成(cheng)的(de)(de)(de)極其(qi)稀薄的(de)(de)(de)大(da)氣(qi)(1地(di)表(biao)氣(qi)壓約1微帕)。在已知的(de)(de)(de)太陽(yang)系的(de)(de)(de)所有(you)衛(wei)星當中(zhong)只有(you)七顆具有(you)大(da)氣(qi)層(其(qi)他六(liu)星為木衛(wei)一(yi)、木衛(wei)四、土衛(wei)二(er)、木衛(wei)三(san)、土衛(wei)六(liu)和(he)海衛(wei)一(yi))與地(di)球(qiu)不(bu)同,木衛(wei)二(er)大(da)氣(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)氧是(shi)非生物來(lai)源(yuan)的(de)(de)(de)。很(hen)可能是(shi)帶(dai)電粒子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)撞(zhuang)擊和(he)陽(yang)光中(zhong)的(de)(de)(de)紫(zi)外(wai)線線的(de)(de)(de)照射使(shi)木衛(wei)二(er)表(biao)面(mian)冰層中(zhong)部分(fen)水分(fen)子(zi)(zi)(zi)分(fen)解成(cheng)氧和(he)氫,氫因原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)量(liang)低而(er)逃逸,原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)量(liang)相對(dui)較高(gao)的(de)(de)(de)氧則被保(bao)留下來(lai)。
木衛二(er)與(yu)木星(xing)(xing)之間的(de)(de)平均(jun)距離為670,900千米,公轉(zhuan)一(yi)周只須三(san)天半的(de)(de)時間。它的(de)(de)軌道十分接近正圓,偏心率僅0.009。跟(gen)其他的(de)(de)伽利略衛星(xing)(xing)一(yi)樣,木衛二(er)也被潮汐(xi)鎖定,因而有一(yi)個半球永遠朝向(xiang)木星(xing)(xing)。由木星(xing)(xing)和其他衛星(xing)(xing)不同方(fang)向(xiang)的(de)(de)重(zhong)力牽引所轉(zhuan)化(hua)成的(de)(de)熱和能量為有可能發生的(de)(de),冰(bing)層內部液化(hua)成海(hai)洋,以及驅動(dong)表層下(xia)的(de)(de)地質(zhi)運動(dong)提供了必要的(de)(de)條件。
木(mu)衛(wei)(wei)二(er)的(de)主(zhu)體構成與類地(di)行星相似,即(ji)主(zhu)要(yao)由(you)硅酸鹽巖石構成。它的(de)表(biao)面由(you)水(shui)覆蓋,據(ju)推測厚可(ke)達上(shang)(shang)百千米(上(shang)(shang)層(ceng)為凍結的(de)冰(bing)殼,冰(bing)殼下(xia)(xia)是液(ye)態的(de)海(hai)洋),1995到2003年期間環(huan)繞(rao)木(mu)星進(jin)行科學考(kao)查的(de)伽利略號飛(fei)船所采集到的(de)磁(ci)場(chang)數據(ju)表(biao)明,木(mu)衛(wei)(wei)二(er)在(zai)木(mu)星磁(ci)場(chang)的(de)影(ying)響下(xia)(xia)自身能(neng)夠產生一個(ge)感應磁(ci)場(chang),這一發現(xian)暗(an)示著,其表(biao)層(ceng)內部很可(ke)能(neng)存在(zai)與咸水(shui)海(hai)洋相似的(de)傳導層(ceng),木(mu)衛(wei)(wei)二(er)可(ke)能(neng)還有一個(ge)金(jin)屬性的(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(xie)地區也(ye)可(ke)以觀測到接近一(yi)公里的(de)(de)落差。木(mu)衛(wei)(wei)二是(shi)太陽(yang)系中最光滑的(de)(de)天體。它(ta)那些(xie)顯(xian)眼(yan)的(de)(de)縱(zong)橫交錯的(de)(de)紋(wen)路,也(ye)就(jiu)是(shi)所謂的(de)(de)返照特(te)色,是(shi)由(you)低淺的(de)(de)地形所造成。由(you)于撞(zhuang)擊坑非常少,木(mu)衛(wei)(wei)二是(shi)返照率最高(gao)的(de)(de)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)之一(yi)。這也(ye)暗示了它(ta)的(de)(de)表(biao)面(mian)是(shi)相當(dang)“年(nian)輕”和“活躍”的(de)(de);基于對木(mu)衛(wei)(wei)二可(ke)能經受的(de)(de)彗星(xing)(xing)撞(zhuang)擊頻度(du)的(de)(de)估算,它(ta)的(de)(de)“表(biao)面(mian)”年(nian)齡大概在(zai)2千(qian)萬到1億(yi)八千(qian)萬年(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大的(de)(de)潮(chao)汐壓力所造成;由(you)于木(mu)(mu)衛(wei)二已(yi)被潮(chao)汐鎖定,它總是(shi)保持一(yi)個方向對著木(mu)(mu)星,固定的(de)(de)壓力模式(shi)應該可以形成特定的(de)(de)可預測的(de)(de)破例式(shi)樣。然而(er)在(zai)木(mu)(mu)衛(wei)二表面上只有(you)新(xin)近出現的(de)(de)裂(lie)痕才符合(he)預測的(de)(de)式(shi)樣,其他的(de)(de)裂(lie)痕可以向各個方向延(yan)伸,年代(dai)越(yue)久(jiu)遠的(de)(de)就越(yue)是(shi)如(ru)此。一(yi)個較(jiao)合(he)邏輯的(de)(de)解釋是(shi),木(mu)(mu)衛(wei)二其表層(ceng)的(de)(de)自轉(zhuan)速度要略快于其內部(bu),冰面下的(de)(de)海洋將外殼與更下層(ceng)的(de)(de)地幔分隔開,冰殼在(zai)木(mu)(mu)星的(de)(de)重力牽(qian)扯下被撕裂(lie)。對比旅(lv)行者號和伽利(li)略號拍攝的(de)(de)照(zhao)片可測算出,大約每(mei)10,000年木(mu)(mu)衛(wei)二的(de)(de)外殼會比其內部(bu)多自轉(zhuan)一(yi)周。
木衛二另一個顯(xian)著的(de)特征(zheng)就是(shi)遍(bian)布四(si)野的(de)或大或小或圓(yuan)或橢的(de)暗(an)(an)斑(ban),拉(la)丁文作(zuo)lenticulae,義為“雀斑(ban)”。這(zhe)些暗(an)(an)斑(ban)有的(de)突(tu)起如(ru)穹有的(de)凹陷(xian)如(ru)坑(keng)有的(de)平坦如(ru)鏡,也有的(de)紋理(li)紛糅粗糙。突(tu)起的(de)小丘多頂部平整(zheng),顯(xian)見著原本是(shi)與周遭的(de)平原一體,受(shou)推擠上抬(tai)而形成(cheng)。據推想,暗(an)(an)斑(ban)的(de)形成(cheng)是(shi)下層溫度較(jiao)高的(de)“暖冰(bing)”在透刺(ci)(diapir)作(zuo)用(yong)下向上涌升(sheng)而穿(chuan)透表(biao)(biao)層的(de)“寒冰(bing)”所(suo)致,其運動機(ji)理(li)與(地(di)球(qiu))地(di)殼(ke)(ke)內部的(de)熔巖窨(yin)(magma chamber)相(xiang)似。光滑的(de)暗(an)(an)斑(ban)是(shi)“暖冰(bing)”沖破表(biao)(biao)殼(ke)(ke)時有融(rong)水滲出所(suo)造(zao)成(cheng),那些粗糙雜錯(cuo)的(de)斑(ban)痕(又被稱作(zuo)“混沌(dun)”(chaos)區域,如(ru)康納(na)馬拉(la)混沌(dun))是(shi)由大量細小的(de)表(biao)(biao)殼(ke)(ke)碎片鑲嵌在暗(an)(an)色的(de)圓(yuan)丘中所(suo)構成(cheng),就像是(shi)極地(di)海洋中漂浮的(de)冰(bing)山(地(di)球(qiu))。
木衛二的表面溫度在赤道地區平均為110K(-163℃),兩極更低(di),只有50K(-223℃),所(suo)(suo)以表面的(de)(de)水是永久凍結的(de)(de)。但是潮汐力所(suo)(suo)提(ti)供(gong)的(de)(de)熱(re)能可能會使表面冰(bing)層(ceng)以下的(de)(de)水保持液態。這個(ge)猜想最初(chu)由針對潮汐熱(re)的(de)(de)一系列推測所(suo)(suo)引(yin)發(略(lve)為偏心的(de)(de)軌道和木衛二與其他伽利略(lve)衛星(xing)之(zhi)間的(de)(de)軌道共振所(suo)(suo)產生的(de)(de)后果(guo))。
據推測木衛二的(de)(de)地(di)形特征意(yi)味著冰下海洋(yang)(yang)的(de)(de)存(cun)(cun)在(zai)。有(you)學者(zhe)將木衛二表(biao)面極(ji)富(fu)特色的(de)(de)混亂地(di)帶解釋為下層海水滲出地(di)表(biao)而造成(cheng)。但是這(zhe)一(yi)解釋爭議極(ji)大(da),多(duo)數(shu)對(dui)木衛二進行研究的(de)(de)地(di)質學家(jia)更傾向于支持一(yi)個被稱作(zuo)“厚冰”模型的(de)(de)理論,他們認(ren)為即(ji)便存(cun)(cun)在(zai)這(zhe)樣的(de)(de)海洋(yang)(yang),也幾乎不可能對(dui)表(biao)面造成(cheng)直接的(de)(de)影響。對(dui)冰殼厚度(du)的(de)(de)估(gu)算也存(cun)(cun)在(zai)相當大(da)的(de)(de)分歧,有(you)認(ren)為是幾千(qian)米(mi)的(de)(de),也有(you)認(ren)為是數(shu)十千(qian)米(mi)的(de)(de)。
如(ru)果身處(chu)木(mu)星的(de)(de)衛星木(mu)衛二,可(ke)以看到高達200千米的(de)(de)壯觀噴泉。這可(ke)能是(shi)(shi)木(mu)衛二冰凍表面下隱(yin)藏著一個巨大海洋的(de)(de)最好證據。美國和德(de)國研(yan)究人員(yuan)2013年12月(yue)12日在《科學》雜(za)志上報告(gao)說,他們利用哈(ha)勃太空望遠鏡于2012年11月(yue)和12月(yue)以及1999年所拍攝的(de)(de)圖像(xiang),確定在木(mu)衛二南半球的(de)(de)兩個不同(tong)區域有著過多的(de)(de)氫(qing)和氧,而(er)(er)解釋只有一個,那就是(shi)(shi)這些(xie)氫(qing)和氧是(shi)(shi)從木(mu)衛二噴射(she)出(chu)來的(de)(de)水(shui)被電(dian)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)二(er)距離木(mu)(mu)(mu)星最遠處(chu)出現,在(zai)最接(jie)近木(mu)(mu)(mu)星時消失,研(yan)(yan)究(jiu)人員推測,木(mu)(mu)(mu)星對(dui)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二(er)的(de)潮汐引力發揮了重要作(zuo)用(yong),它可(ke)(ke)能導致木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二(er)表面冰層在(zai)最遠點時出現裂縫(feng),而(er)噴(pen)泉就從這些裂縫(feng)中(zhong)噴(pen)射(she)而(er)出,當(dang)到達木(mu)(mu)(mu)星近點,這些裂縫(feng)則逐漸閉合。噴(pen)泉的(de)出現說明木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二(er)冰凍表層的(de)部分(fen)區域可(ke)(ke)能很容易被內部的(de)海洋“突(tu)破”,而(er)這對(dui)將(jiang)來探索(suo)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二(er)是否宜居具(ju)有(you)重要意義。因為(wei)這種間歇性(xing)的(de)噴(pen)泉會(hui)將(jiang)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二(er)表面和深層的(de)物質噴(pen)向高空(kong),將(jiang)來研(yan)(yan)究(jiu)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二(er)成分(fen)就無需在(zai)冰層上鉆孔。
木(mu)衛(wei)二(er)(er)(er)上(shang)的(de)(de)(de)(de)噴泉(quan)可能類似于(yu)土(tu)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)衛(wei)星(xing)(xing)土(tu)衛(wei)二(er)(er)(er)上(shang)的(de)(de)(de)(de)噴泉(quan),土(tu)衛(wei)二(er)(er)(er)上(shang)的(de)(de)(de)(de)噴泉(quan)是從非常狹窄的(de)(de)(de)(de)裂隙中(zhong)(zhong)逃逸出的(de)(de)(de)(de)高(gao)壓水汽排放所致。不過木(mu)衛(wei)二(er)(er)(er)上(shang)的(de)(de)(de)(de)重力比土(tu)衛(wei)二(er)(er)(er)大12倍(bei),因而(er)木(mu)衛(wei)二(er)(er)(er)的(de)(de)(de)(de)噴泉(quan)不會像土(tu)衛(wei)二(er)(er)(er)那樣大部分逃逸到太(tai)空中(zhong)(zhong),而(er)是噴發到201千米的(de)(de)(de)(de)高(gao)度時落回(hui)木(mu)衛(wei)二(er)(er)(er)表面(mian)。
長久(jiu)以來,許多科學家(jia)認為木(mu)衛(wei)二是(shi)太陽系中除地球外最有(you)(you)可能(neng)存在生命(ming)的星球,這是(shi)因為在木(mu)衛(wei)二表(biao)面(mian)冰層下隱藏著(zhu)一個巨大海洋,而有(you)(you)液態(tai)水就有(you)(you)可能(neng)存在生命(ming)。美(mei)國航天局2013年12月11日(ri)還宣(xuan)布(bu),在木(mu)衛(wei)二表(biao)面(mian)首次發現了黏土型礦物(wu),這意味著(zhu)木(mu)衛(wei)二可能(neng)存在對形成(cheng)生命(ming)至關重要的有(you)(you)機物(wu)。
木衛(wei)二表面為數(shu)不多(duo)的(de)(de)幾(ji)個大形的(de)(de)撞擊坑就是支(zhi)持“厚冰(bing)(bing)(bing)”模型的(de)(de)最佳證據。最大的(de)(de)一個撞擊坑被若(ruo)干同(tong)心圓(yuan)圈所環繞,坑內被新鮮的(de)(de)冰(bing)(bing)(bing)填充得相當平整。以此為基(ji)礎(chu)再結合對潮(chao)汐力所生成的(de)(de)熱(re)能的(de)(de)估算,所推測出冰(bing)(bing)(bing)殼厚度(du)在10到30千(qian)米之間,這就意味著冰(bing)(bing)(bing)下(xia)的(de)(de)海洋可(ke)能深達(da)100千(qian)米。
伽利略號軌道飛行器還觀(guan)測到,木衛二(er)在通過木星巨大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)場時自身(shen)會產生一(yi)個(ge)強度(du)呈周期性變化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)弱磁(ci)場(其強度(du)與木衛四(si)接近,約為木衛三磁(ci)場的(de)(de)(de)(de)(de)(de)四(si)分(fen)之一(yi))。有(you)猜測認為,冰(bing)下咸水海(hai)洋中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)極性離子是(shi)該磁(ci)場的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成因。另有(you)光(guang)譜(pu)分(fen)析(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)證據表明,木衛二(er)表面裂痕中微顯淡紅(hong)色(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物質有(you)可能是(shi)從冰(bing)下滲出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)水揮發后沉積下來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鹽(比如硫(liu)酸鎂),硫(liu)化氫也是(shi)這(zhe)(zhe)一(yi)現象的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個(ge)合(he)理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)解(jie)釋。但是(shi),由(you)于這(zhe)(zhe)兩(liang)種物質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)純凈(jing)物都是(shi)無色(se)或白色(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de),別(bie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)些物質也被用于解(jie)釋淡紅(hong)色(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成因,比如含有(you)硫(liu)磺的(de)(de)(de)(de)(de)(de)混合(he)物等。
木(mu)(mu)衛(wei)二(er)的(de)質量太小,以(yi)至于木(mu)(mu)星(xing)的(de)其他衛(wei)星(xing)的(de)引力(li)嚴重影(ying)響到它。在(zai)木(mu)(mu)星(xing)和木(mu)(mu)星(xing)其他衛(wei)星(xing)的(de)引力(li)牽(qian)引下,在(zai)木(mu)(mu)衛(wei)二(er)上(shang)出現了潮汐摩(mo)擦力(li),使木(mu)(mu)衛(wei)二(er)升溫,從而使冰和液態(tai)水從木(mu)(mu)衛(wei)二(er)表面噴(pen)發(fa),場面非常壯(zhuang)觀。就(jiu)像地球上(shang)的(de)火(huo)山那(nei)樣(yang),只不過,木(mu)(mu)衛(wei)二(er)上(shang)的(de)冰火(huo)山噴(pen)發(fa)的(de)是冰和液態(tai)水。
木(mu)星的(de)(de)(de)(de)第(di)一(yi)顆衛(wei)(wei)星上有火山,而第(di)二(er)(er)(er)顆衛(wei)(wei)星木(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)(er)上卻有冰(bing)川,與木(mu)衛(wei)(wei)一(yi)截然相(xiang)反(fan),這使科學家(jia)們感(gan)到困(kun)惑不(bu)解。木(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)(er)是一(yi)個寧靜的(de)(de)(de)(de)世界。它(ta)的(de)(de)(de)(de)地(di)勢非(fei)常平(ping)坦,最高的(de)(de)(de)(de)丘陵才50米。它(ta)的(de)(de)(de)(de)表面覆蓋著(zhu)一(yi)層晶瑩(ying)剔透的(de)(de)(de)(de)冰(bing)層。科學家(jia)收到了(le)(le)宇(yu)宙(zhou)探測(ce)(ce)器“旅行(xing)者”2號發回的(de)(de)(de)(de)照片,通(tong)過研(yan)究,推測(ce)(ce)木(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)(er)有一(yi)個帶冰(bing)殼(ke)的(de)(de)(de)(de)固體核(he)心(xin),而且(qie)在(zai)冰(bing)殼(ke)和(he)核(he)心(xin)之(zhi)(zhi)間,可能有一(yi)層液(ye)態水。正(zheng)是這樣(yang)的(de)(de)(de)(de)構造,形(xing)成(cheng)了(le)(le)木(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)(er)平(ping)坦的(de)(de)(de)(de)地(di)形(xing),并使它(ta)承受(shou)了(le)(le)隕(yun)石(shi)以(yi)及小(xiao)行(xing)星的(de)(de)(de)(de)撞擊(ji)而不(bu)變形(xing)。天(tian)文(wen)學家(jia)史蒂文(wen)森等(deng)人計算了(le)(le)木(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)(er)的(de)(de)(de)(de)熱耗散(san),證(zheng)實(shi)(shi)(shi)在(zai)核(he)心(xin)和(he)冰(bing)殼(ke)之(zhi)(zhi)間確實(shi)(shi)(shi)存在(zai)一(yi)個液(ye)態水層。他們通(tong)過幾種不(bu)同模式的(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)(shi)驗,得出了(le)(le)木(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)(er)在(zai)25千米深(shen)的(de)(de)(de)(de)冰(bing)層下,存在(zai)著(zhu)一(yi)個地(di)下海洋的(de)(de)(de)(de)結論。
美國(guo)航宇(yu)局伽利略(lve)號木(mu)星(xing)(xing)探(tan)測器(qi)最新發回的(de)(de)圖像表明,木(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)衛星(xing)(xing)木(mu)星(xing)(xing)二上(shang)有大量的(de)(de)液態水,它表面上(shang)的(de)(de)冰幔(man)只有1~2公里(li)厚(hou),并有內部(bu)火山熱源存(cun)在(zai)(zai)。這是迄今為(wei)止關于某個地外(wai)天體上(shang)有液態水存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)最強有力的(de)(de)證據(ju),也增大了(le)人們搜(sou)尋到地外(wai)生命的(de)(de)可能性。如果木(mu)衛二真如科學(xue)家們設想的(de)(de)那(nei)樣還存(cun)在(zai)(zai)著有機化合物,那(nei)么它就滿足了(le)生命存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)條件。
伽(jia)利(li)略探測器在離(li)木衛(wei)二僅586公里處(chu)飛過時拍攝的(de)照(zhao)片顯(xian)(xian)示,似乎(hu)有(you)是(shi)(shi)一些(xie)冰山(shan)(shan)漂浮在被(bei)冰覆(fu)蓋的(de)海(hai)面(mian)上。這(zhe)些(xie)冰山(shan)(shan)最大的(de)有(you)13公里寬,可(ke)以明顯(xian)(xian)地看出是(shi)(shi)從帶溝槽的(de)地帶上斷裂下來(lai)的(de)。科學家們對于照(zhao)片上的(de)特征與地球北極區照(zhao)片的(de)相似程(cheng)度感到吃驚。伽(jia)利(li)略早先發回的(de)圖像曾表(biao)明木衛(wei)二有(you)表(biao)面(mian)運(yun)動現(xian)象,但運(yun)動特征的(de)尺度約(yue)有(you)80公里,可(ke)能歸結(jie)于無液體(ti)(ti)參與的(de)板塊運(yun)動。這(zhe)次發現(xian)的(de)冰山(shan)(shan)是(shi)(shi)漂浮在液體(ti)(ti)上,而不是(shi)(shi)在具有(you)可(ke)延性的(de)地幔上。
從冰(bing)(bing)(bing)山(shan)投下的(de)陰影可以算出(chu)它們比(bi)周(zhou)圍的(de)冰(bing)(bing)(bing)海高(gao)出(chu)100~200米。假定同地球上一(yi)樣,冰(bing)(bing)(bing)的(de)密度比(bi)液(ye)態水低約(yue)10%,那(nei)么(me)冰(bing)(bing)(bing)山(shan)約(yue)90%的(de)部分應在(zai)冰(bing)(bing)(bing)面以下。這就是說,冰(bing)(bing)(bing)山(shan)的(de)厚度應在(zai)1~2公里。
在照片(pian)上(shang)這(zhe)片(pian)凍(dong)結的(de)海面(mian)上(shang)只找到了兩(liang)處撞擊(ji)(ji)(ji)坑,說明這(zhe)里的(de)形(xing)成(cheng)年代可(ke)能還不到100萬年。這(zhe)增(zeng)加(jia)了這(zhe)片(pian)區域是(shi)(shi)新(xin)形(xing)成(cheng)的(de)、還存(cun)在液(ye)態水的(de)可(ke)能性,而且這(zhe)種(zhong)現(xian)(xian)(xian)象在木(mu)衛(wei)(wei)二(er)的(de)其它地方可(ke)能也(ye)存(cun)在。新(xin)發現(xian)(xian)(xian)的(de)證據(ju)表(biao)(biao)明,木(mu)衛(wei)(wei)二(er)的(de)整個(ge)表(biao)(biao)面(mian)年輕幾個(ge)數(shu)量級。估計(ji)是(shi)(shi)利用分辨率不足1公(gong)(gong)里的(de)大(da)范圍圖像,根據(ju)大(da)型撞擊(ji)(ji)(ji)坑(直徑約10公(gong)(gong)里左右(you))的(de)數(shu)目做(zuo)出的(de),但某(mou)些這(zhe)種(zhong)“撞擊(ji)(ji)(ji)”坑的(de)近(jin)視圖像顯示它們(men)實(shi)際上(shang)是(shi)(shi)由木(mu)衛(wei)(wei)二(er)內部現(xian)(xian)(xian)象引(yin)起的(de)表(biao)(biao)面(mian)再造過程形(xing)成(cheng)的(de)。例(li)如,在70米分辨率的(de)近(jin)視圖像上(shang)看得(de)很(hen)清楚的(de)一個(ge)多(duo)邊形(xing)凹陷在大(da)范圍圖像上(shang)就(jiu)被錯(cuo)認為(wei)是(shi)(shi)一處撞擊(ji)(ji)(ji)坑。
高分辨率還使得研(yan)究人員能(neng)夠數(shu)(shu)(shu)出(chu)數(shu)(shu)(shu)量(liang)較多的(de)(de)小(xiao)型撞(zhuang)擊坑(keng)(直徑0.1~1公里)的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)目,這些數(shu)(shu)(shu)據(ju)使撞(zhuang)擊坑(keng)尺(chi)寸(cun)/密(mi)度分布比按(an)10億年表面(mian)壽(shou)命估計的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)值低3個(ge)數(shu)(shu)(shu)量(liang)級。這意(yi)味著該衛星(xing)的(de)(de)某些區域比原來估計的(de)(de)年齡(ling)低1000倍。要把撞(zhuang)擊坑(keng)數(shu)(shu)(shu)目轉化為木(mu)星(xing)表面(mian)年齡(ling)數(shu)(shu)(shu)據(ju)不是(shi)件容易的(de)(de)事,原因是(shi)人們對(dui)(dui)木(mu)星(xing)附(fu)近(jin)流星(xing)通過量(liang)的(de)(de)了解不像對(dui)(dui)地球(qiu)附(fu)近(jin)那樣充分。
美(mei)國宇航局(ju)發現在(zai)木(mu)(mu)星(xing)的衛星(xing)——木(mu)(mu)衛二(er)的冰層(ceng)下方存在(zai)一個巨大的咸水湖泊,其水量大致(zhi)相當于北美(mei)地區著(zhu)名的五大湖的水量總和。
這(zhe)個新發現的(de)(de)湖泊位于(yu)木(mu)衛二的(de)(de)地(di)表冰(bing)層下方大約3公里處,它代表了(le)太(tai)陽系中人類發現的(de)(de)最新一處潛(qian)在的(de)(de)生命孕育所,同時也被認(ren)為是(shi)除了(le)地(di)球之外太(tai)陽系中最適合(he)生命生存的(de)(de)環(huan)境之一。
科學家利用(yong)伽利略號探測器(qi)拍攝的(de)(de)(de)圖(tu)(tu)像與地(di)(di)球上高緯度(du)冰山(shan)漂(piao)浮(fu)(fu)地(di)(di)區(qu)和(he)冰蓋地(di)(di)區(qu)圖(tu)(tu)像進(jin)(jin)行對比分析,初步(bu)證(zheng)實“混雜地(di)(di)貌(mao)”(由伽利略號探測器(qi)所拍攝的(de)(de)(de)圖(tu)(tu)像上那(nei)些(xie)曾經讓人困惑的(de)(de)(de)兩個大致呈現(xian)(xian)圓形,似乎崎嶇不(bu)平的(de)(de)(de)區(qu)域)是漂(piao)浮(fu)(fu)的(de)(de)(de)冰山(shan)相(xiang)互碰(peng)撞形成的(de)(de)(de)無(wu)規則(ze)聚合體,但(dan)是要想進(jin)(jin)一(yi)步(bu)確認這(zhe)一(yi)發現(xian)(xian),科學家們還需(xu)要更加詳盡的(de)(de)(de)數據,這(zhe)就需(xu)要借助攜(xie)帶(dai)(dai)有能夠(gou)穿透冰層雷達的(de)(de)(de)探測器(qi)進(jin)(jin)行近(jin)距離觀察。美國宇航局正在考慮(lv)在2022年之前發射一(yi)艘這(zhe)樣的(de)(de)(de)飛船,攜(xie)帶(dai)(dai)專(zhuan)門設備抵近(jin)木(mu)衛(wei)二展開考察。
木衛二的(de)(de)冰層下方可能(neng)還存在(zai)更(geng)(geng)多其(qi)它未被發現(xian)的(de)(de)湖(hu)(hu)泊。考(kao)慮到(dao)這(zhe)(zhe)些(xie)冰下湖(hu)(hu)的(de)(de)上覆冰層在(zai)某些(xie)地區可能(neng)比較薄,厚(hou)度(du)僅有數十米,這(zhe)(zhe)就為(wei)未來探尋這(zhe)(zhe)些(xie)湖(hu)(hu)泊中(zhong)潛(qian)在(zai)的(de)(de)生命跡(ji)象(xiang)提供了很大(da)的(de)(de)便(bian)利。這(zhe)(zhe)種較小的(de)(de)冰層厚(hou)度(du)可能(neng)意味著未來或許將有更(geng)(geng)多的(de)(de)機會可以在(zai)這(zhe)(zhe)里著陸(lu),并獲得來自這(zhe)(zhe)些(xie)冰下湖(hu)(hu)的(de)(de)沉積(ji)取樣用以研究。
木衛(wei)二(er)是不(bu)是像木衛(wei)一(yi)一(yi)般被引潮力“摩擦”加熱?多少(shao)程(cheng)度?是不(bu)是在(zai)冰下隱藏了(le)什么(me)火山(shan)作用呢?據英國(guo)有關(guan)媒體報道(dao)稱,為(wei)了(le)更深入地(di)(di)(di)研究這(zhe)顆(ke)木星的(de)(de)天然衛(wei)星,科(ke)(ke)學(xue)家(jia)(jia)們(men)還計劃(hua)發(fa)射探(tan)測(ce)器前(qian)往木衛(wei)二(er)進行近距(ju)離(li)觀測(ce)研究。科(ke)(ke)學(xue)家(jia)(jia)們(men)之所以對木衛(wei)二(er)存在(zai)著濃厚的(de)(de)研究興趣,是因為(wei)他(ta)們(men)認為(wei)木衛(wei)二(er)厚密的(de)(de)冰層底下存在(zai)著大量的(de)(de)液態水。美國(guo)科(ke)(ke)學(xue)家(jia)(jia)們(men)繪制出的(de)(de)這(zhe)張木衛(wei)二(er)地(di)(di)(di)質圖將幫助(zhu)科(ke)(ke)學(xue)家(jia)(jia)們(men)更多地(di)(di)(di)了(le)解這(zhe)顆(ke)衛(wei)星的(de)(de)地(di)(di)(di)質演化(hua)史和(he)確定(ding)今后對其進行深入研究的(de)(de)基(ji)本方向。這(zhe)張地(di)(di)(di)質圖是科(ke)(ke)學(xue)家(jia)(jia)們(men)依據“伽利略”號(hao)和(he)“旅行者(zhe)2號(hao)”探(tan)測(ce)器獲取的(de)(de)資料繪制的(de)(de)。
眾所(suo)周知(zhi),1998年-2003年,“伽(jia)利略”號和(he)“旅行(xing)(xing)者2號“分別(bie)對木星及其衛星進行(xing)(xing)了較近距離的(de)探測研(yan)究。根據(ju)獲(huo)取的(de)資料科學家(jia)們(men)推斷稱,木衛二表面(mian)的(de)地質(zhi)歷史(shi)相對年輕但(dan)富于(yu)變化,同時木衛二上很少有火山活(huo)動。它(ta)上面(mian)存在的(de)諸(zhu)多巨型裂谷(gu)很可(ke)能(neng)是木星強大的(de)引力(li)所(suo)致。據(ju)亞利桑那大學行(xing)(xing)星地質(zhi)學教研(yan)室主任勞(lao)恩-格(ge)里利表示,繪(hui)制木衛二地質(zhi)圖最大的(de)困難在于(yu)科學家(jia)們(men)是否(fou)信任探測器發(fa)回的(de)有關(guan)探測資料。
“旅(lv)行(xing)(xing)者-2”號(hao)探測器(qi)(qi)所拍攝(she)的(de)(de)(de)(de)(de)木(mu)衛(wei)二(er)(er)表面照片清(qing)晰度為每像素2公里(li)。而(er)“伽利略(lve)”號(hao)在圍(wei)繞(rao)木(mu)星(xing)及其(qi)衛(wei)星(xing)飛行(xing)(xing)時(shi)所拍攝(she)的(de)(de)(de)(de)(de)照片清(qing)晰度可達每像素12.6-0.23公里(li)。在繪制這張木(mu)衛(wei)二(er)(er)地(di)(di)(di)質(zhi)圖時(shi)科學家們綜合(he)了這兩(liang)枚探測器(qi)(qi)提(ti)供的(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)據資料。認為木(mu)衛(wei)二(er)(er)上存在有(you)關(guan)生(sheng)(sheng)命(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)科學家們還持有(you)這樣的(de)(de)(de)(de)(de)觀點,木(mu)衛(wei)二(er)(er)擁有(you)生(sheng)(sheng)命(ming)誕生(sheng)(sheng)所必需的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)切條件(jian),那(nei)就(jiu)是(shi)它上面存在著(zhu)液態(tai)水(shui)、豐富(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)能源(yuan)(主要指木(mu)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)大引力)和(he)有(you)機(ji)化合(he)物。如果(guo)木(mu)衛(wei)二(er)(er)上真存在生(sheng)(sheng)命(ming),那(nei)么這些生(sheng)(sheng)命(ming)將類似于地(di)(di)(di)球(qiu)深海熱水(shui)條件(jian)下生(sheng)(sheng)存的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)機(ji)體(ti)。2015年(nian)后(hou)科學家們將向(xiang)木(mu)星(xing)及其(qi)衛(wei)星(xing)發(fa)射(she)一(yi)(yi)枚專門(men)的(de)(de)(de)(de)(de)探測器(qi)(qi)。勞恩(en)-格里(li)利和(he)來自(zi)美國局噴(pen)氣推(tui)進實驗室的(de)(de)(de)(de)(de)羅(luo)伯特-帕(pa)帕(pa)拉爾(er)多將率領數(shu)十(shi)名天文專家來研(yan)究(jiu)如何去探測木(mu)星(xing)系統(tong),包括探測器(qi)(qi)沿怎樣的(de)(de)(de)(de)(de)飛行(xing)(xing)軌道飛行(xing)(xing)、將搭載哪些科研(yan)儀器(qi)(qi)和(he)設備等。科學家們還希望(wang)向(xiang)木(mu)衛(wei)二(er)(er)發(fa)射(she)一(yi)(yi)枚配(pei)備有(you)機(ji)器(qi)(qi)人的(de)(de)(de)(de)(de)探測器(qi)(qi),以便于能夠深入木(mu)衛(wei)二(er)(er)冰層(ceng)(ceng)以下研(yan)究(jiu)其(qi)地(di)(di)(di)下水(shui)。不過,這一(yi)(yi)想法實施起(qi)來非常困(kun)難,因為木(mu)衛(wei)二(er)(er)表面覆(fu)蓋的(de)(de)(de)(de)(de)冰層(ceng)(ceng)可能達20公里(li)厚(hou)。
據英國科學家們(men)約翰-扎爾(er)涅茨(ci)基稱(cheng),欲(yu)研(yan)究木衛二必須(xu)得先(xian)發射軌道探(tan)測(ce)器以探(tan)知冰層以下到底(di)是什么,然后再利用(yong)其它探(tan)測(ce)器去探(tan)個究竟。
科學家們發現木衛二的(de)極(ji)地(di)旋轉(zhuan)軸偏移了近90度,像這(zhe)樣(yang)的(de)極(ji)端變化表(biao)明在(zai)木星冰殼(ke)表(biao)面之下蘊藏(zang)著液態海洋,這(zhe)將進一步說明木衛二很可(ke)能孕育(yu)著地(di)外生命體(ti)。這(zhe)項研究(jiu)是由卡(ka)內基研究(jiu)所、月球和行星研究(jiu)協(xie)會和加州大學圣克魯茲分校(xiao)的(de)科學家聯合負責(ze)的(de),該研究(jiu)報告發表(biao)在(zai)《自然》雜(za)志上。
卡內基研究(jiu)所地磁部的(de)伊薩姆(mu)氰禚(zhuo)蘇亞馬(ma)是該(gai)聯合研究(jiu)小(xiao)組(zu)成員之一(yi),他使用“航行者(zhe)”號(hao)(hao)、“伽利(li)略(lve)”號(hao)(hao)和“新地平線(xian)”號(hao)(hao)宇(yu)宙飛船拍(pai)攝的(de)圖片繪制了(le)木衛二表面上直徑超過500公(gong)(gong)里(li)(li)的(de)大型弧狀(zhuang)盆地。據悉,木衛二的(de)半徑為1500公(gong)(gong)里(li)(li),略(lve)微地比月球要小(xiao)一(yi)些。
通過對比木衛二極(ji)地(di)旋轉軸(zhou)偏移施壓形成(cheng)的(de)盆(pen)地(di)斷裂地(di)形特征,研究人員測(ce)量極(ji)地(di)旋轉軸(zhou)偏移了80多(duo)度,之前旋轉軸(zhou)位于當(dang)前赤(chi)道旁10度左右位置。
木(mu)衛二極(ji)地(di)旋轉軸猛烈的(de)(de)偏移很(hen)(hen)可能是由于極(ji)地(di)表面以下存在著厚厚的(de)(de)冰(bing)層。馬(ma)特蘇亞馬(ma)說,“旋轉體需要(yao)在最大(da)程(cheng)度的(de)(de)旋轉軸變(bian)化基礎上尋求穩定(ding)平衡。對于木(mu)衛二而言(yan),其外殼的(de)(de)厚度不(bu)一致將導致很(hen)(hen)大(da)程(cheng)度上的(de)(de)不(bu)平衡,因(yin)此木(mu)衛二在運行中必須改變(bian)旋轉軸尋求新的(de)(de)穩定(ding)狀(zhuang)態(tai)。”
像這(zhe)樣的(de)(de)變化(hua)被(bei)稱(cheng)為“真(zhen)實(shi)極(ji)地偏移(yi)”,并不像由(you)于板地筑造(zao)學(xue)上的(de)(de)視覺漂移(yi)。在地球、火星(xing)和土(tu)星(xing)的(de)(de)土(tu)衛二上也(ye)存在著真(zhen)實(shi)極(ji)地偏移(yi)。馬(ma)(ma)特蘇亞馬(ma)(ma)稱(cheng),我們的(de)(de)研(yan)究(jiu)也(ye)將木衛二列(lie)入其中,這(zhe)說明我們需要(yao)對這(zhe)顆行(xing)星(xing)進行(xing)更多的(de)(de)重新(xin)定位研(yan)究(jiu)。
同時這項研究(jiu)暗示(shi)著木衛二內部有液(ye)態水(shui)存在,科(ke)學(xue)家基于宇宙飛船拍攝的照片曾猜測這顆行星(xing)有廣闊的地(di)下(xia)海洋(yang),這些照片揭示(shi)木衛二表面以下(xia)有斷(duan)裂(lie)的冰(bing)表面。木衛二重力(li)(li)作用形成的潮汐力(li)(li)可(ke)將地(di)下(xia)冰(bing)殼海洋(yang)加熱成為熱態水(shui),即使地(di)下(xia)海洋(yang)切斷(duan)了太(tai)陽(yang)能來源(yuan),但是(shi)熱量和液(ye)態水(shui)也有可(ke)以孕(yun)育(yu)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許多(duo)科學家都相信,木(mu)(mu)衛二(er)表(biao)面(mian)沒(mei)有(you)陸地,而(er)在厚(hou)厚(hou)的(de)冰(bing)層之下(xia)存(cun)在著一個覆蓋全(quan)球的(de)海(hai)洋,海(hai)洋深度大約(yue)為(wei)160公(gong)里。格林(lin)(lin)博(bo)格的(de)最新研究表(biao)明,木(mu)(mu)衛二(er)的(de)海(hai)洋正在吸(xi)(xi)收(shou)大量的(de)氧氣,它所吸(xi)(xi)收(shou)的(de)氧氣量比此前(qian)的(de)模擬預測結(jie)果還要多(duo)得多(duo)。科學家認為(wei),這些氧氣足(zu)夠支(zhi)持多(duo)種生(sheng)命形態的(de)存(cun)在,從理(li)論上講,木(mu)(mu)衛二(er)海(hai)洋中至少應該存(cun)在300萬噸類魚生(sheng)物。格林(lin)(lin)博(bo)格解釋說,“盡管目前(qian)還不能說那(nei)里肯(ken)定存(cun)在生(sheng)命,但(dan)我們至少知道(dao)那(nei)里的(de)物理(li)環境支(zhi)持生(sheng)命的(de)存(cun)在。”
美國伍茲海爾深海生(sheng)態(tai)學(xue)家蒂莫西(xi)-尚(shang)(shang)克認(ren)為,木衛二的海底(di)環境與(yu)地球海洋(yang)底(di)部(bu)的“熱液(ye)出口(kou)”具有極大的相(xiang)似性。眾(zhong)所周知,地球海底(di)熱液(ye)出口(kou)處存在著(zhu)許多生(sheng)命形態(tai)。因此(ci)尚(shang)(shang)克堅持認(ren)為,“如果木衛二上沒有生(sheng)命,那才是(shi)奇怪的事(shi)。”
有關木衛二(er)的(de)大(da)多數(shu)知(zhi)識都獲取自旅行者和(he)伽利略兩次任務中(zhong)的(de)飛掠觀(guan)測(flyby)。
計劃一
雄心勃勃的(de)(de)木星軌道(dao)器計劃已于(yu)2005年取(qu)消(xiao),但是還有各種(zhong)各樣針對木衛(wei)二的(de)(de)未來探索任務的(de)(de)議案被不斷的(de)(de)的(de)(de)提(ti)出。
2006年NASA(美(mei)國(guo)航(hang)(hang)空暨(ji)太空總署)的(de)(de)(de)預算中(zhong)編列了應美(mei)國(guo)國(guo)會的(de)(de)(de)口頭提(ti)請(qing)為未來的(de)(de)(de)環(huan)航(hang)(hang)木衛(wei)(wei)二計(ji)劃(hua)而(er)建(jian)立基(ji)金。在設(she)想(xiang)中(zhong),該(gai)計(ji)劃(hua)的(de)(de)(de)任務包括:通(tong)過重力和(he)高度(du)(du)的(de)(de)(de)測(ce)量手段確認(ren)木衛(wei)(wei)二的(de)(de)(de)表面冰(bing)殼下是否(fou)(fou)存在海洋;大范圍地(di)對(dui)地(di)表進行(xing)高解析(xi)拍(pai)攝,通(tong)過光譜分(fen)析(xi)以確認(ren)其表面物質的(de)(de)(de)化學(xue)成(cheng)分(fen);以及利用穿冰(bing)雷達對(dui)冰(bing)層(ceng)進行(xing)穿透探測(ce)等。該(gai)計(ji)劃(hua)甚至考慮讓飛(fei)船攜(xie)帶(dai)一個(ge)小(xiao)型(xing)的(de)(de)(de)著陸裝(zhuang)置(zhi),利用此裝(zhuang)置(zhi)直接分(fen)析(xi)木衛(wei)(wei)二表面的(de)(de)(de)化學(xue)成(cheng)分(fen),同時采集地(di)震波數據以確定冰(bing)層(ceng)的(de)(de)(de)厚度(du)(du)和(he)活躍程度(du)(du)。然而(er)不(bu)可(ke)確知該(gai)計(ji)劃(hua)是否(fou)(fou)有(you)切實啟動(dong)的(de)(de)(de)可(ke)能(neng),NASA2007年度(du)(du)的(de)(de)(de)預算編列中(zhong)就沒有(you)這項資金。
計劃二
另(ling)一(yi)個(ge)可行的(de)計劃是使(shi)用(yong)與深度撞(zhuang)擊(ji)(ji)(ji)(DI)計劃相似的(de)撞(zhuang)擊(ji)(ji)(ji)器。用(yong)撞(zhuang)擊(ji)(ji)(ji)器猛烈(lie)撞(zhuang)擊(ji)(ji)(ji)木(mu)衛(wei)二表面以(yi)激起碎屑(xie)煙霧,讓一(yi)艘小(xiao)型飛船穿過(guo)煙霧收集碎屑(xie)。因(yin)無須從(cong)木(mu)星或(huo)木(mu)衛(wei)二的(de)環航軌道上發射著陸器——當然也(ye)省略了從(cong)衛(wei)星上重新起飛的(de)步驟——燃料(liao)的(de)消(xiao)耗(hao)將(jiang)大(da)大(da)縮減,故而(er)該設(she)想被(bei)看成是最經濟的(de)方案之一(yi)。
其他
還有一些更大膽(dan)的(de)(de)(de)設想,比如發射(she)一個著陸器尋找凍結在冰(bing)(bing)殼淺層的(de)(de)(de)可(ke)能的(de)(de)(de)生命跡(ji)象(xiang),或(huo)者直(zhi)接(jie)深入(ru)內部對冰(bing)(bing)下海洋(yang)(yang)(yang)進行(xing)(xing)探查。提案(an)之是派(pai)遣(qian)一個被稱作“融(rong)探”(Melt Probe)的(de)(de)(de)巨型(xing)核動力探測器(穿冰(bing)(bing)機器人——cryobot),用它(ta)融(rong)冰(bing)(bing)打孔,一直(zhi)鉆入(ru)到冰(bing)(bing)下海洋(yang)(yang)(yang),接(jie)觸(chu)到水后再釋放一個自主運行(xing)(xing)的(de)(de)(de)水下行(xing)(xing)走器(涵泳(yong)機器人——cryobot)。這(zhe)個裝置可(ke)以將(jiang)收集到信息傳送回地球(qiu)。穿冰(bing)(bing)和(he)涵泳(yong)機器人都要(yao)經過嚴(yan)格的(de)(de)(de)消毒(du),以避免將(jiang)可(ke)能從(cong)地球(qiu)攜帶的(de)(de)(de)有機質(zhi)誤(wu)認作當地的(de)(de)(de)生物,并(bing)杜絕對冰(bing)(bing)下海洋(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)污染。這(zhe)一議案(an)尚未(wei)進入(ru)嚴(yan)肅籌劃的(de)(de)(de)階段。
Cryobot在南極洲經過(guo)了測(ce)(ce)試。隨著鉆(zhan)頭(tou)通過(guo)產生的熱(re)(re)量(liang)融化冰層,探測(ce)(ce)器會“越(yue)陷(xian)越(yue)深(shen)”。融化冰層從(cong)理論(lun)上講是(shi)個不錯的概念,但如(ru)果(guo)(guo)探測(ce)(ce)器碰(peng)到冰層深(shen)處的東西(xi),比如(ru)大塊石(shi)頭(tou),它(ta)將陷(xian)入其中(zhong)不可(ke)自拔。如(ru)果(guo)(guo)不能融化冰層,那么探測(ce)(ce)任務將就此走向終結。香(xiang)港理工大學和匈牙利格拉茲威爾特勞(lao)姆福斯特研究所(suo)設計(ji)出將鉆(zhan)探技術(shu)和融化方法完美融為一體的創(chuang)新(xin)方法。他們提出的“熱(re)(re)鉆(zhan)”(thermal drill)系統原型機在實(shi)驗中(zhong)表(biao)現不俗,實(shi)驗結果(guo)(guo)刊登在2008年7月出版(ban)的《行星(xing)和空間(jian)科學》雜志(zhi)上。
2016年(nian)9月27日,NASA宣布(bu)了一個(ge)重大發現,科學家們觀測到木星的第四大衛星“木衛二歐羅巴(ba)”有(you)水汽噴發,而有(you)水就有(you)可能有(you)生命(ming)存在。
哈勃望遠鏡觀測(ce)到歐羅巴表面的水蒸(zheng)氣柱沿7點(dian)鐘方向向外噴出。這是(shi)木衛(wei)二冰層下有液態海洋的強有力證據,能為(wei)孕(yun)育生(sheng)命創造有利條件。
研(yan)究(jiu)者們(men)計算(suan)了歐羅巴的海(hai)洋(yang)中,當海(hai)水與巖(yan)石(shi)相互作用時可能產生的氫(qing)(qing)氣的含量,這個過程被稱為蛇紋石(shi)化作用。在此過程中,水滲透(tou)入礦物顆粒之間的空隙(xi)并與巖(yan)石(shi)發生反應,形成(cheng)新(xin)的礦物質并釋放氫(qing)(qing)氣。
研究者(zhe)們(men)認為:隨著時間的(de)(de)(de)推移,歐羅巴海底會有(you)一(yi)些(xie)裂縫,因(yin)為從這顆(ke)星(xing)球形成數(shu)十億年以來,它的(de)(de)(de)巖石(shi)內部依(yi)舊保持(chi)著低溫。新的(de)(de)(de)裂縫將新鮮(xian)的(de)(de)(de)巖石(shi)暴(bao)露給海水(shui),然后更(geng)多的(de)(de)(de)產生氫氣的(de)(de)(de)化學反(fan)應(ying)就此發生。
人類移居的可能性(xing)
2009年年底,美國亞利桑那大學科學家理查德格林伯格發表(biao)論文指出,木衛(wei)二(er)(er)的(de)(de)(de)海(hai)洋(yang)中至少(shao)應該存(cun)活著300萬噸(dun)似(si)魚復雜生物。這將13年前科學家們(men)提出的(de)(de)(de)木衛(wei)二(er)(er)生命(ming)(ming)假說又向前推進了(le)(le)一步。木衛(wei)二(er)(er)是1610年由伽利略發現的(de)(de)(de),航天器對(dui)木衛(wei)二(er)(er)的(de)(de)(de)探測表(biao)明,它的(de)(de)(de)外殼冰層下可能(neng)有海(hai)洋(yang),有了(le)(le)海(hai)洋(yang)就意(yi)味(wei)著其中可能(neng)有生命(ming)(ming)存(cun)在。科學家們(men)一直在設法揭開其生命(ming)(ming)之謎,
人類能否(fou)在(zai)木衛二(er)(er)“歐羅(luo)巴”星球上(shang)生活?來自美國宇航局(ju)(ju)的(de)專家認(ren)為(wei)這顆木星具(ju)有(you)較大的(de)“宜居(ju)(ju)”潛(qian)力,未(wei)來可(ke)能適(shi)合人類居(ju)(ju)住。下一(yi)步,科(ke)學家將(jiang)發射探測(ce)器(qi)對木衛二(er)(er)的(de)冰下海洋進行(xing)調(diao)查,確(que)定(ding)其厚度和(he)分布(bu)情況,有(you)研究認(ren)為(wei)木衛二(er)(er)的(de)海洋可(ke)能與地(di)球相似,也(ye)具(ju)有(you)一(yi)定(ding)的(de)鹽度。美國宇航局(ju)(ju)噴氣推(tui)進實(shi)驗(yan)室博(bo)士羅(luo)伯(bo)特·帕帕拉多認(ren)為(wei)派(pai)遣探測(ce)器(qi)降落木衛二(er)(er)表(biao)面是一(yi)個(ge)非常有(you)遠見的(de)行(xing)星科(ke)學目標,同(tong)時(shi)也(ye)是一(yi)個(ge)困(kun)難的(de)技術挑(tiao)戰。
一篇來自《天體生物(wu)學》期刊的(de)文章詳細描述(shu)了未來木(mu)(mu)衛(wei)二探(tan)(tan)索任務的(de)三(san)個主要目標(biao):第(di)一,至少要在(zai)兩個不同深(shen)度(du)上(shang)(shang)監測(ce)木(mu)(mu)衛(wei)二海水鹽度(du)、有(you)機物(wu)質(zhi)以(yi)及(ji)其他污(wu)染物(wu)等;第(di)二,調查木(mu)(mu)衛(wei)二冰殼、海洋物(wu)理環境以(yi)及(ji)表層物(wu)質(zhi)磁學特性;第(di)三(san),科學家希望探(tan)(tan)測(ce)器能傳回(hui)木(mu)(mu)衛(wei)二表面(mian)地表特征的(de)照(zhao)片。木(mu)(mu)衛(wei)二被稱(cheng)為“歐羅巴”星球(qiu),其表面(mian)有(you)著各(ge)(ge)種各(ge)(ge)樣奇怪的(de)地形,酷似(si)仙境,根據伽利(li)略探(tan)(tan)測(ce)器的(de)觀測(ce)數據,科學家依(yi)然(ran)不了解(jie)該天體表面(mian)上(shang)(shang)錯綜復雜并交織在(zai)一起的(de)“神秘(mi)細線”,派遣(qian)探(tan)(tan)測(ce)器登陸(lu)木(mu)(mu)衛(wei)二可以(yi)解(jie)決(jue)許多關鍵問題。
2013年3月(yue),科學(xue)(xue)家(jia)認為有(you)充分的證據顯示木衛(wei)二的冰(bing)(bing)(bing)凍表面下(xia)擁有(you)巨大的咸水海洋(yang),冰(bing)(bing)(bing)下(xia)海洋(yang)與表面還存在化(hua)學(xue)(xue)物(wu)質(zhi)的交換,使得海洋(yang)中的化(hua)學(xue)(xue)物(wu)質(zhi)更加豐富(fu)。加州理工學(xue)(xue)院天文學(xue)(xue)家(jia)麥克·布朗教授認為能量可以(yi)從這些化(hua)學(xue)(xue)循(xun)環通道中進入木衛(wei)二的冰(bing)(bing)(bing)下(xia)海洋(yang)中,這對生(sheng)命而言是非常(chang)重(zhong)要的。
木衛(wei)二上是否有海(hai)洋
航天器對木(mu)衛(wei)二的(de)探測表明,其上可(ke)能有海洋。正因(yin)如此,在對木(mu)星衛(wei)星的(de)探測中,科(ke)學家(jia)們(men)最重視的(de)就是木(mu)衛(wei)二。
早在1979年,旅行者1號和(he)2號探(tan)測木(mu)星時就(jiu)發現,木(mu)衛二像(xiang)個(ge)冰與奶油巧克(ke)力混合的大球體,表面(mian)上分布著彎曲條(tiao)紋(wen)。科(ke)學家(jia)們分析研究木(mu)衛二的照片和(he)探(tan)測資料后提出,該(gai)衛星表面(mian)覆(fu)蓋著5000米厚的冰層,冰層下面(mian)可能有(you)一個(ge)深達50千(qian)米的海洋。
從1996年伽利略號在距離(li)木(mu)衛二16萬千(qian)米(mi)處(chu)拍(pai)攝的(de)(de)照片上看,這(zhe)顆星球(qiu)呈現出冰(bing)殼狀,表面(mian)裂縫交錯,像地球(qiu)兩極的(de)(de)浮冰(bing),說明冰(bing)層(ceng)曾(ceng)受(shou)到巨力(li)的(de)(de)作用(yong)。科學(xue)家們研究后認為,這(zhe)種力(li)是由木(mu)衛二和木(mu)星及其(qi)他(ta)三顆伽利略衛星之間的(de)(de)引力(li)形成(cheng)的(de)(de)潮汐力(li),其(qi)作用(yong)不(bu)僅形成(cheng)木(mu)衛二的(de)(de)表面(mian)特(te)征(zheng),還(huan)使其(qi)內部的(de)(de)水以(yi)液態存在。
1996年末,伽利略號從(cong)距離(li)木(mu)衛(wei)二688千米處經過(guo)時拍攝(she)的照片顯(xian)示(shi),木(mu)衛(wei)二表面有(you)水流(liu)存在。科學家們說,這種現象表明木(mu)衛(wei)二內(nei)核(he)很熱,大量(liang)熱能從(cong)火山(shan)口或熱泉眼噴發出來,導致表面部分冰層融化(hua)。
1997年1月,伽利略號用磁(ci)(ci)強計對木(mu)衛二(er)(er)的(de)(de)磁(ci)(ci)場進行的(de)(de)探(tan)測顯示(shi),木(mu)衛二(er)(er)只能(neng)有一(yi)個(ge)內(nei)磁(ci)(ci)場才能(neng)解釋獲得的(de)(de)結果。這個(ge)內(nei)在導電層的(de)(de)導電率(lv)必須(xu)和含鹽海(hai)水一(yi)樣強。由此科(ke)學家們再次得出(chu)木(mu)衛二(er)(er)上可(ke)能(neng)有海(hai)洋(yang)的(de)(de)推論。同時,發回的(de)(de)新照片表明(ming),木(mu)衛二(er)(er)表面裂縫位置(zhi)發生(sheng)了變化,說明(ming)很可(ke)能(neng)是表層下的(de)(de)海(hai)洋(yang)流動造成的(de)(de)。
“冰激凌”內(nei)熱外冷“夾層”是海洋
1997年2月(yue),伽利(li)略號從距(ju)離木衛二586千(qian)米處飛過時拍攝(she)的(de)照片顯示,木衛二表面(mian)最大(da)的(de)冰山寬達13千(qian)米,高(gao)為(wei)100~200米。美國科學家史蒂文等人認為(wei),由(you)于木星(xing)對木衛二內(nei)核的(de)引力作用(yong),使其冰幔(man)下面(mian)的(de)水保持液(ye)體狀態,成為(wei)深達幾(ji)千(qian)米的(de)海洋。1998年12月(yue)伽利(li)略號拍攝(she)的(de)照片顯示,木衛二南部有一條長達800米的(de)裂縫。
2000年1月,伽(jia)利略號(hao)從距離(li)木(mu)衛(wei)二(er)351千米(mi)處(chu)掠(lve)過時發(fa)現,木(mu)衛(wei)二(er)地磁北極點位(wei)置頻繁移動(dong)(dong)。科學家們認為,這是木(mu)衛(wei)二(er)含(han)鹽海洋在冰(bing)層下流動(dong)(dong)形成電(dian)磁場引(yin)發(fa)的結果。
在研究(jiu)了木衛二(er)表(biao)面裂(lie)縫(feng)照片之后(hou),2002年9月格林伯格研究(jiu)小組宣稱,木衛二(er)冰(bing)(bing)(bing)層(ceng)較(jiao)薄,觀測到(dao)的(de)(de)表(biao)層(ceng)裂(lie)縫(feng)可使氣體、熱量和有機物(wu)質接(jie)觸(chu)到(dao)表(biao)層(ceng)下面可能存在的(de)(de)水。這(zhe)種(zhong)情況顯示,木衛二(er)可能存在的(de)(de)海洋同地球上(shang)的(de)(de)北(bei)冰(bing)(bing)(bing)洋相似。既然(ran)北(bei)冰(bing)(bing)(bing)洋能通過(guo)冰(bing)(bing)(bing)層(ceng)的(de)(de)裂(lie)縫(feng)接(jie)觸(chu)空氣和熱量,那么木衛二(er)上(shang)的(de)(de)海洋也能通過(guo)冰(bing)(bing)(bing)層(ceng)裂(lie)縫(feng)與外界接(jie)觸(chu)。
科(ke)學(xue)家(jia)們(men)依(yi)據旅行者2號和伽利略號獲取的資(zi)料,于(yu)2007年(nian)(nian)繪制(zhi)出的首張木(mu)(mu)衛(wei)二全(quan)球(qiu)地(di)質構造圖揭示,其表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)地(di)質構造比較年(nian)(nian)輕且富(fu)于(yu)變化。2008年(nian)(nian),科(ke)學(xue)家(jia)們(men)發現,木(mu)(mu)衛(wei)二極(ji)地(di)旋轉軸偏移了80多度。這(zhe)樣的極(ji)端變化表(biao)(biao)(biao)(biao)明(ming)木(mu)(mu)衛(wei)二表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)冰殼(ke)(ke)(ke)厚度不(bu)一致,在其下面(mian)有(you)廣闊的海洋。科(ke)學(xue)家(jia)們(men)還用多種航天器(qi)獲得的照片(pian),繪制(zhi)了木(mu)(mu)衛(wei)二表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)直徑達500千(qian)米以上的大(da)型弧狀(zhuang)盆(pen)地(di)圖像。經綜合分析研究(jiu),科(ke)學(xue)家(jia)們(men)認(ren)為,木(mu)(mu)衛(wei)二內部有(you)一個金屬核,核外是(shi)石質的殼(ke)(ke)(ke),殼(ke)(ke)(ke)外是(shi)液態水海洋,海洋表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)是(shi)冰層。
是(shi)否具(ju)備生命存在(zai)的(de)三個基本要(yao)素(su)
由于(yu)水是孕育生(sheng)命(ming)(ming)的重要條件,故而科(ke)學(xue)家們在發現木(mu)衛(wei)二上可能有海洋之后,就推(tui)斷(duan)其海洋中可能有生(sheng)命(ming)(ming)。
1979年旅行者號發(fa)現木衛二表面(mian)廣泛分(fen)布著彎曲(qu)的(de)褐色條(tiao)紋(wen)之(zhi)后,有(you)的(de)科(ke)學家就認(ren)為(wei)(wei),這意味著該星球上存(cun)在(zai)著有(you)機分(fen)子,因(yin)為(wei)(wei)多種有(you)機聚(ju)合物是呈褐色的(de)。同時(shi)對可能(neng)存(cun)在(zai)的(de)海洋(yang)來說,其環境可以(yi)維持(chi)有(you)機體的(de)生(sheng)存(cun),因(yin)而估計木衛二上可能(neng)存(cun)活細(xi)菌(jun)一類的(de)低級生(sheng)物。
1996年(nian)8月,美國(guo)科學家提(ti)出,木(mu)(mu)衛(wei)二(er)的(de)(de)(de)海(hai)底也(ye)可(ke)能(neng)存在火(huo)山,其(qi)(qi)噴發提(ti)供的(de)(de)(de)熱(re)量(liang)足以使某(mou)些不需要陽光(guang)和空氣的(de)(de)(de)微生(sheng)物生(sheng)存下(xia)去,這(zhe)一(yi)論點(dian)被稱為木(mu)(mu)衛(wei)二(er)生(sheng)命假(jia)說(shuo)。木(mu)(mu)衛(wei)二(er)冰(bing)層下(xia)面(mian)有(you)水(shui)、充足的(de)(de)(de)熱(re)量(liang)和有(you)機化合物這(zhe)三個生(sheng)命存在的(de)(de)(de)基(ji)本要素,其(qi)(qi)環境(jing)很有(you)可(ke)能(neng)符合宇宙(zhou)生(sheng)物學的(de)(de)(de)標準。地(di)球(qiu)海(hai)洋深處一(yi)些火(huo)山口的(de)(de)(de)周圍,沒(mei)有(you)陽光(guang)和氧氣的(de)(de)(de)極端(duan)惡劣的(de)(de)(de)自然(ran)環境(jing)中都有(you)原始微生(sheng)物繁(fan)衍生(sheng)息,就是因(yin)為這(zhe)些地(di)方都具備(bei)上(shang)述三個條件(jian)(jian)。提(ti)出和贊同木(mu)(mu)衛(wei)二(er)生(sheng)命假(jia)說(shuo)的(de)(de)(de)科學家們認為,從環境(jing)條件(jian)(jian)推斷,其(qi)(qi)生(sheng)命形態只能(neng)是低級的(de)(de)(de)海(hai)洋生(sheng)物。
這(zhe)些(xie)科學家認為,地球生(sheng)(sheng)命源于(yu)(yu)海(hai)洋里的(de)(de)火(huo)(huo)山(shan)(shan)噴(pen)口,此一(yi)原理也適用于(yu)(yu)木(mu)(mu)衛二。他(ta)們(men)猜測,受木(mu)(mu)星(xing)(xing)引(yin)力影響,木(mu)(mu)衛二內部(bu)亦有火(huo)(huo)山(shan)(shan)活(huo)(huo)動(dong)。當木(mu)(mu)衛二從木(mu)(mu)星(xing)(xing)一(yi)側飛向(xiang)另一(yi)側時(shi),木(mu)(mu)星(xing)(xing)會擠(ji)壓木(mu)(mu)衛二,導致后者的(de)(de)核心(xin)處(chu)于(yu)(yu)熔(rong)融狀態(tai),從而引(yin)起火(huo)(huo)山(shan)(shan)活(huo)(huo)動(dong)。火(huo)(huo)山(shan)(shan)雖未噴(pen)發出(chu)表面,但卻加熱(re)了冰層下面的(de)(de)水,使其呈液體狀態(tai),形成海(hai)洋。木(mu)(mu)衛一(yi)由于(yu)(yu)距(ju)離(li)木(mu)(mu)星(xing)(xing)更近,受到的(de)(de)擠(ji)壓更大,故而火(huo)(huo)山(shan)(shan)噴(pen)出(chu)表面,并(bing)留下硫磺和(he)其他(ta)化學物質(zhi)。地球海(hai)底熱(re)液噴(pen)口處(chu)也有很多同類(lei)(lei)化合物,且與(yu)地球早期生(sheng)(sheng)命有關。由此科學家們(men)推斷,木(mu)(mu)衛二海(hai)底火(huo)(huo)山(shan)(shan)活(huo)(huo)動(dong)也會噴(pen)發類(lei)(lei)似化合物,并(bing)造(zao)成溫暖的(de)(de)環境,從而孕育并(bing)存活(huo)(huo)了生(sheng)(sheng)命。
揭開生命之謎的四個探測方案
人類尋找地外生(sheng)命的(de)具體目(mu)標,排在(zai)第一位的(de)是火星,排在(zai)第二位的(de)就(jiu)是木衛(wei)二。怎樣利用航天(tian)技術揭開木衛(wei)二生(sheng)命之謎呢?科學(xue)家們(men)已(yi)提(ti)出四種可(ke)行的(de)方案(an)。
一是用導(dao)彈轟擊(ji)取樣
人類(lei)將從地球(qiu)(qiu)向木(mu)衛(wei)二(er)發(fa)射(she)一艘宇宙飛船,當其(qi)飛臨木(mu)衛(wei)二(er)近空時,適(shi)時發(fa)射(she)一枚導彈,猛烈轟(hong)擊目標(biao)的表面,使(shi)冰層碎塊飛向高空,隨即飛船穿越炸出的冰塊云團,伸出“凝膠”收(shou)集部分碎冰,并運回地球(qiu)(qiu),供科學家們研究(jiu),以便(bian)確定(ding)有無生命(ming)信息(xi)。
二(er)是用航天器進行近空(kong)探測
美(mei)(mei)國(guo)宇航局(ju)和歐空(kong)局(ju)正在研制名為木(mu)(mu)衛(wei)二木(mu)(mu)星系任務的(de)(de)探測器(qi),計(ji)(ji)劃將于2020年(nian)發(fa)射(she)升(sheng)空(kong),2026年(nian)到達(da)探測區域,預定工作期限(xian)為三年(nian)。探測器(qi)由兩個軌道器(qi)組(zu)成。美(mei)(mei)國(guo)負(fu)責攜(xie)有相機、光(guang)譜(pu)儀和強大雷達(da)系統的(de)(de)木(mu)(mu)衛(wei)二軌道器(qi)。當其進(jin)入環繞木(mu)(mu)衛(wei)二軌道開展探測工作時,雷達(da)系統可以穿透木(mu)(mu)衛(wei)二冰層(ceng),計(ji)(ji)算出冰層(ceng)厚度(du),其他儀器(qi)將研究(jiu)海洋生物跡象。它(ta)將幫助科學家縮小可能存在生命區域的(de)(de)范圍(wei),為以后的(de)(de)探測提供依據。歐空(kong)局(ju)負(fu)責攜(xie)有相機、光(guang)譜(pu)儀、塵埃分析(xi)器(qi)、質譜(pu)儀或(huo)者磁(ci)力計(ji)(ji)的(de)(de)軌道器(qi),屆時主要是對木(mu)(mu)星衛(wei)星進(jin)行探測。
三是(shi)用航天器著陸(lu)探測
俄羅(luo)斯將參與歐空(kong)局2015年至(zhi)2025年的一(yi)(yi)項空(kong)間研究計劃,以便登(deng)陸研究木(mu)衛(wei)二,尋找簡單的生命(ming)形(xing)式。這一(yi)(yi)項目的航(hang)(hang)天器以法國天文學家皮(pi)埃爾韁馉拉(la)普拉(la)斯的名字命(ming)名。俄羅(luo)斯將研制一(yi)(yi)個(ge)登(deng)陸探測器,搭載在該航(hang)(hang)天器上。屆時登(deng)陸探測器將降落在木(mu)衛(wei)二表(biao)面冰(bing)層(ceng)的一(yi)(yi)個(ge)裂縫處,并融(rong)化一(yi)(yi)些冰(bing),開始(shi)尋找生命(ming)蹤跡,隨即將探測結果(guo)通過拉(la)普拉(la)斯航(hang)(hang)天器傳回地面。
四是用(yong)機(ji)器人鉆入海洋探測(ce)
其方案是向木(mu)衛二發射兩個(ge)(ge)著陸機(ji)器人(ren),一(yi)個(ge)(ge)能鉆穿冰層開辟一(yi)條(tiao)通往海洋(yang)的孔(kong)道(dao)(dao),另(ling)一(yi)個(ge)(ge)能沿著孔(kong)道(dao)(dao)進入海洋(yang)開展探(tan)測(ce)工作。水(shui)下機(ji)器人(ren)攜(xie)帶的科學儀器能夠進行(xing)環繞考察并找出微生物,包(bao)括不(bu)同于地球上的生命形態。其探(tan)測(ce)結(jie)果將適時發回地球。為保證探(tan)測(ce)效(xiao)果不(bu)受木(mu)衛二以外的任何因素影響,兩個(ge)(ge)高度(du)自動(dong)化的機(ji)器人(ren)必須完全滅菌(jun)。
木衛(wei)二將驗證或修正宇宙生(sheng)物學標準
探測(ce)木(mu)衛二有無(wu)生(sheng)(sheng)命的(de)意義在(zai)于,除弄清真相外,還(huan)可驗證(zheng)或修(xiu)(xiu)正宇宙(zhou)生(sheng)(sheng)物學(xue)(xue)標準。如(ru)果發(fa)(fa)現了木(mu)衛二上有生(sheng)(sheng)命,那就證(zheng)明了宇宙(zhou)生(sheng)(sheng)物學(xue)(xue)標準至(zhi)少適用于太陽(yang)系(xi)天體。如(ru)果推斷條(tiao)(tiao)件屬實而未發(fa)(fa)現生(sheng)(sheng)命,則需修(xiu)(xiu)正這一(yi)標準。如(ru)果推斷條(tiao)(tiao)件不存在(zai),則另(ling)當別論(lun)(lun)。無(wu)論(lun)(lun)獲得何種真實情況,都能深(shen)化(hua)人(ren)類對木(mu)衛二乃至(zhi)太陽(yang)系(xi)天體的(de)認識,促進空間(jian)科學(xue)(xue)的(de)發(fa)(fa)展。
移居木衛二?
極度深寒還有(you)點兒擠
在太(tai)陽系八大(da)行星(xing)中,木(mu)(mu)星(xing)是(shi)(shi)(shi)(shi)最大(da)的(de)(de)(de)。木(mu)(mu)衛(wei)二是(shi)(shi)(shi)(shi)木(mu)(mu)星(xing)的(de)(de)(de)四大(da)衛(wei)星(xing)之一,直徑為2920千(qian)米(mi),只有地(di)球(qiu)直徑的(de)(de)(de)約四分之一,體積比(bi)地(di)球(qiu)的(de)(de)(de)衛(wei)星(xing)月球(qiu)稍微小一點。科學(xue)家推(tui)測木(mu)(mu)衛(wei)二的(de)(de)(de)表(biao)面溫(wen)度在赤道地(di)區平均(jun)約為-163℃,兩極(ji)更(geng)低,只有-223℃,所(suo)以表(biao)面的(de)(de)(de)水是(shi)(shi)(shi)(shi)永久(jiu)凍結的(de)(de)(de)。但是(shi)(shi)(shi)(shi)潮汐(xi)力所(suo)提(ti)供的(de)(de)(de)熱能(neng)可(ke)能(neng)會使冰(bing)層下的(de)(de)(de)水保持液態,另外木(mu)(mu)衛(wei)二上長(chang)達60小時的(de)(de)(de)白晝(zhou),也(ye)使得(de)表(biao)面冰(bing)層的(de)(de)(de)裂(lie)口有可(ke)能(neng)接受(shou)到充足的(de)(de)(de)陽光。即便(bian)這(zhe)樣(yang),假如有一天人類能(neng)征服木(mu)(mu)衛(wei)二,也(ye)恐難以長(chang)久(jiu)移居。
火星(xing)和木衛二,地球(qiu)人先到哪一個?
除了(le)木(mu)衛(wei)二(er)(er)之外,火(huo)星(xing)(xing)被(bei)認為是(shi)另一個可能(neng)存在生命形(xing)態的(de)(de)星(xing)(xing)體(ti),因(yin)為科學家研究發現,火(huo)星(xing)(xing)的(de)(de)地下深處仍可能(neng)有液(ye)態水。與木(mu)衛(wei)二(er)(er)相比(bi),火(huo)星(xing)(xing)距離地球更(geng)近,因(yin)此(ci),對于火(huo)星(xing)(xing)生命之謎的(de)(de)探(tan)索,科學家也(ye)一直高度關注。未來的(de)(de)太空任(ren)務已(yi)經把(ba)火(huo)星(xing)(xing)和(he)木(mu)衛(wei)二(er)(er)同時作為發射新(xin)遙控(kong)探(tan)測器的(de)(de)最(zui)終目的(de)(de)地。火(huo)星(xing)(xing)和(he)木(mu)衛(wei)二(er)(er),誰(shui)會被(bei)最(zui)先證明,是(shi)地球的(de)(de)兄弟或者陌(mo)生人?
木衛二發現黏土型礦物(wu)
美國航天(tian)局11日宣布,在(zai)最(zui)可能有(you)生命(ming)存(cun)在(zai)的木(mu)(mu)星衛(wei)星——木(mu)(mu)衛(wei)二的表面(mian)首次發現了黏土型礦物(wu),這(zhe)意味著木(mu)(mu)衛(wei)二可能存(cun)在(zai)對形(xing)成生命(ming)至關(guan)重要的有(you)機物(wu)。
美國(guo)航天局當天在(zai)一份(fen)聲明中(zhong)說,在(zai)木衛二表面發現了一種叫做層狀硅(gui)酸鹽的黏土(tu)型礦物,這種礦物很有可(ke)能是由(you)彗星(xing)或(huo)小(xiao)行星(xing)撞擊木衛二帶來,而(er)帶來黏土(tu)型礦物的彗星(xing)或(huo)小(xiao)行星(xing)通(tong)常(chang)也攜帶有機物。
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日美國(guo)國(guo)家航(hang)空航(hang)天(tian)局(NASA)宣布,探測(ce)器在被(bei)冰(bing)雪(xue)所覆蓋(gai)的(de)(de)(de)木衛二(er)上發現(xian)了其與(yu)彗(hui)星(xing)及小行(xing)星(xing)撞擊后形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)類似(si)黏土狀的(de)(de)(de)礦(kuang)物(wu)質。根據“伽利略”號探測(ce)器1998年(nian)拍攝到的(de)(de)(de)木衛二(er)近紅外線圖片來看NASA研(yan)究(jiu)小組認為,木衛二(er)上有(you)(you)一種與(yu)酰基(ji)氯(lv)類似(si)的(de)(de)(de)礦(kuang)物(wu)。由(you)于小行(xing)星(xing)或彗(hui)星(xing)的(de)(de)(de)中心核中蘊含(han)可形(xing)成(cheng)生命(ming)的(de)(de)(de)有(you)(you)機物(wu)NASA研(yan)究(jiu)者(zhe)表示,木衛二(er)的(de)(de)(de)冰(bing)雪(xue)表層下極有(you)(you)可能隱藏廣袤的(de)(de)(de)海洋,歷經漫長時間后或許有(you)(you)育(yu)成(cheng)生命(ming)的(de)(de)(de)可能性,
美(mei)國(guo)和德國(guo)研(yan)究員發(fa)表報告稱(cheng),在(zai)木星的衛(wei)星之一“木衛(wei)二”上,發(fa)現有(you)間歇性噴(pen)發(fa)的噴(pen)泉(quan),這是木衛(wei)二冰凍(dong)表面(mian)下(xia)隱藏(zang)著(zhu)一個巨大海洋(yang)的最好證據。一旦有(you)了水,也就意味著(zhu)可能(neng)有(you)生(sheng)命(ming)!長久(jiu)以來(lai),科學家們都(dou)認為“木衛(wei)二”可能(neng)存有(you)生(sheng)命(ming)。
外(wai)媒稱,新的研究顯(xian)示,木(mu)星的一個(ge)衛(wei)星—木(mu)衛(wei)二有(you)(you)豐富的重(zhong)要礦物(wu)質(zhi),還有(you)(you)從(cong)地下海洋里噴發的壯觀水(shui)柱這(zhe)可能是太(tai)陽系里又一個(ge)宜居之地。
據(ju)英(ying)國《獨立報》12日報道,哈勃望遠鏡確認了木衛二上(shang)間(jian)歇性(xing)噴(pen)發(fa)的兩處巨大羽狀水柱,高達兩百千米(mi),另一(yi)項研究在(zai)該星球冰凍表面發(fa)現了散落的泥(ni)土(tu)似的礦物(wu)質。
《科學(xue)》雜(za)志上發(fa)(fa)表(biao)的(de)文章(zhang)說(shuo),通(tong)過對(dui)哈勃(bo)望(wang)遠鏡(jing)的(de)數據進行分析(xi)發(fa)(fa)現(xian),水柱(zhu)通(tong)常(chang)在木(mu)衛二(er)圍繞木(mu)星(xing)軌道運行時的(de)某(mou)些特定(ding)時刻噴(pen)發(fa)(fa),這表(biao)明噴(pen)發(fa)(fa)原因是周期性(xing)的(de)巨大潮汐(xi)力(li)使(shi)該星(xing)球地下海洋的(de)壓(ya)力(li)增大,使(shi)其液體從表(biao)面的(de)冰縫噴(pen)涌而出(chu),
報道指出,在已知的(de)(de)(de)63個(ge)木(mu)星(xing)的(de)(de)(de)衛星(xing)中(zhong),木(mu)衛二是(shi)(shi)最重要的(de)(de)(de)一(yi)個(ge)。天文學家(jia)認(ren)為(wei)(wei),它的(de)(de)(de)冰層表面之下有海洋存在這(zhe)是(shi)(shi)由(you)于潮汐(xi)力的(de)(de)(de)熱(re)量使(shi)其(qi)保持液態。一(yi)些科學家(jia)認(ren)為(wei)(wei)這(zhe)片海洋中(zhong)可能有生命,而礦物質和潮汐(xi)熱(re)能可以(yi)為(wei)(wei)其(qi)提供(gong)能量。
另一項對美國航(hang)天局(ju)伽利(li)略項目收集的(de)(de)數據的(de)(de)研(yan)究顯示(shi),在木衛二表面發現的(de)(de)重要泥土類(lei)礦(kuang)物(wu)質可能是該星球此前與小行星或彗(hui)星相撞產生的(de)(de)。
美國航天局噴氣推進實驗室的吉姆·雪利說:“我們經(jing)常在(zai)彗星(xing)或原始(shi)小行(xing)星(xing)上找(zhao)(zhao)到構成生(sheng)命的重要物(wu)質—有機(ji)礦物(wu)質在(zai)木衛二(er)的表(biao)面發(fa)現與這類(lei)彗星(xing)相撞的殘留物(wu)可(ke)能為(wei)我們在(zai)該星(xing)球尋找(zhao)(zhao)生(sheng)命開啟(qi)新的篇章(zhang)。”
據報道,很多科(ke)學(xue)家認(ren)為木衛二可能是太陽系里除地(di)球外最適宜生命存在(zai)的星球。
“歐羅巴快帆”最早將于(yu)2023年(nian)(nian)發射,攜帶9臺儀器前往木星(xing)系統,圍繞木衛二運行3年(nian)(nian)以上,收集關于(yu)這(zhe)顆衛星(xing)的(de)地質(zhi)、組成和隱藏的(de)內部海洋的(de)重(zhong)要信息,并(bing)評估(gu)該(gai)衛星(xing)的(de)宜居(ju)性。