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更多证据巩固木卫二有羽流,伽利略号旧数据藏解码关键

2024-11-02 204

20 年前的旧数据经当代先进电脑模型重新分析,意外地强力表明木卫二欧罗巴(Europa)喷射羽流,这代表已计划要探索欧罗巴的美国太空总署未来不必使出九牛二虎之力钻壳取样,就能更容易探测欧罗巴是否有生命迹象。

第一艘围绕木星公转、用来研究木星及其卫星环境的无人太空飞行器“伽利略号”(Galileo)由美国太空总署(NASA)设计,1989 年 10 月 18 日升空、1995 年 12 月 7 日接近木星,最后在地面指示下于 2003 年 9 月 21 日以每秒 50 公里的速度冲进木星大气层燃毁,结束它长达 14 年的任务。

过去伽利略号探测数据表明,欧罗巴赤道地区的地表温度平均只有 -163℃,两极地区更低,只有 -223℃,因此表面水应该永久冻结,但潮汐力提供的内部热能或可使表面冰层下的水维持液态,也就是冰层底部有遍及全球的地下海洋,含水量远超过地球所有水资源总和。据推测,冰壳厚度约 10~30 公里,与地球地壳厚度相当,冰下海洋则可能深达 160 公里。

而之前 NASA 更是三番两次指出欧罗巴上发现羽流,2013 年末,哈伯太空望远镜从欧罗巴南极 200 公里处高空拍摄到水汽羽流,认为这就是地下海洋破冰喷出水的证据,但当时一些科学家对此持怀疑态度,因为这些羽流处于哈伯望远镜仪器灵敏度极限,后续观察也没有再看到类似迹象。

(Source:NASA 影片截图)

2016 年,哈伯望远镜提供了更多像羽流的新紫外光图像,理论变得更诱人,为了得到具体答案,密歇根大学气候与太空科学工程系副教授 Xianzhe Jia 希望从更接近欧罗巴的数据调查。忽然间,伽利略数据重新成为焦点。

当伽利略探测器于 1997 年 12 月花了 5 分钟经过欧罗巴时,曾收集到带电粒子密度变化的不寻常数据,但和其他更美丽的数据(如火山爆发)相比,这些数据吸引力小到不起眼,加上当初伽利略号团队也没有特别关注磁场,故忽略。

然而,这些数据却是羽流喷发的强力证据。Xianzhe Jia 表示,如果当时正逢羽流爆发,这些水汽、尘埃粒子就会受到磁场影响,且当飞行器穿越羽流时,围绕在飞行器周围的带电粒子密度会改变,即伽利略号所探测到的那般。

研究人员立刻再从伽利略号提取等离子体波谱仪(PWS)数据,惊讶发现,同一时间等离子体也异常变化,说明飞行器那段时间正遭遇特殊事件。为了确定这些异常数据是由羽流引起,研究人员利用新开发的 3D 模型重新进行模拟,发现结果与旧数据皆完美匹配。

只有哈伯太空望远镜的数据不一定能说服所有人,但若另一个完全独立的观察讲述相同事情那就特别激动人心。发现羽流最令人兴奋的原因之一,在于以后科学家更方便从地表和空中检测来自地下海洋的物质,而无须以破坏性方法“钻壳取样”,尽管相关计划与探测器可不会那么快就推出,但为了寻找我们最梦寐以求的外星生命,科学家愿意等待机会的到来。

  • Data from 1997 just gave us new insight into Europa—our best chance at finding alien life
  • A Beautiful, 20-Year Old “New” Discovery: Jupiter Moon’s Massive Liquid Plumes
  • Water Geysers Likely Found on This ‘Alien’ Ice Moon

(首图来源:NASA)

2019-03-14 07:31:00

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