尋找木衛(wèi)二上的羽流，這或許是推測(cè)該星球是否產(chǎn)生生命的關(guān)鍵

木衛(wèi)二上是否擁有產(chǎn)生生命的條件,？歐羅巴快船將于2023年啟航尋找水的痕跡

用歐羅巴快船尋找木衛(wèi)二的羽流

來(lái)自哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的綜合圖像顯示木衛(wèi)二的形狀如同月球,，上面有許多縱橫交錯(cuò)的線條和白色的條紋。這顯示了歐羅巴上可能存在的羽流,，這些羽流位于該圖像中7點(diǎn)鐘的位置,。美國(guó)宇航局即將派出歐羅巴快船來(lái)搜索木衛(wèi)二的羽流。圖片來(lái)自NASA/ ESA/ W,。Sparks （STSCI）/ USGS天體地質(zhì)學(xué)科學(xué)中心,。

人們認(rèn)為木星的衛(wèi)星木衛(wèi)二是我們太陽(yáng)系中最有希望尋找生命的地方之一。我們知道它有一個(gè)與地球不太一樣的地表下的海洋,。而且,，像土星的衛(wèi)星土衛(wèi)二（Enceladus）一樣，它也可能有水蒸氣羽流從地下海洋噴出,，從其表面噴發(fā)到太空,。但是，與土衛(wèi)二的羽流不同,，木衛(wèi)二上的羽流至今難以驗(yàn)證,。美國(guó)宇航局在2021年11月30日說(shuō)，這就是美國(guó)宇航局即將開(kāi)展的歐羅巴快船任務(wù)的主要目標(biāo),。在2024年發(fā)射之后,，快船應(yīng)該能夠確認(rèn)木衛(wèi)二上是否有羽流。

但這仍然可能不容易,。

2個(gè)水星球

木衛(wèi)二和土衛(wèi)二的地表下都分布有大面積的海洋,。這些海洋被困在冰殼下，讓人想起地球北極冰層下的海洋,。土衛(wèi)二確實(shí)有確認(rèn)的水蒸氣羽流噴發(fā)到太空中,，源自于下面的海洋。因?yàn)榭ㄎ髂崽?hào)航天器--從2004年到2017年圍繞著土星運(yùn)行,，在土星的衛(wèi)星之間穿梭—卡西尼號(hào)對(duì)這些羽流的分析表明,，土衛(wèi)二的海洋在許多方面與地球的海洋相當(dāng)相似?？ㄎ髂崽?hào)拍攝了一些壯觀的圖像,。

科學(xué)家們認(rèn)為木衛(wèi)二的海洋應(yīng)該也與地球上的海洋相似。證據(jù)顯示,，按照地球的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn),，木衛(wèi)二可能也是一個(gè)宜居星球。然而,，木衛(wèi)二的海洋應(yīng)該是在比土衛(wèi)二更厚的冰殼之下，在更深的地方。目前,，該海洋估計(jì)在表面冰層以下40至100英里（65至160公里）,。據(jù)認(rèn)為，它所包含的水是地球上所有海洋的總和的兩倍,。像地球和土衛(wèi)二一樣,，木衛(wèi)二海洋底部也可能有熱液噴口。

令人激動(dòng)的是,，如果有羽流,，那么航天器就可以對(duì)其進(jìn)行采樣，就像卡西尼號(hào)在土衛(wèi)二所做的那樣,。

歐羅巴上的羽流：星球上的水柱在巨大的行星和太陽(yáng)之間向上噴射,。

藝術(shù)家所作的木衛(wèi)二上水蒸氣羽流的概念圖。圖片來(lái)自ASA/ ESA/ K,。Retherford/ SwRI/ Science

木衛(wèi)二的水蒸氣：是真的還是假的,？

問(wèn)題是，科學(xué)家們?nèi)匀徊淮_定這些羽流是否存在,。正有越來(lái)越多的證據(jù)表明它們的存在,，但還不能100％確定。如木衛(wèi)二成像系統(tǒng)（EIS）科學(xué)小組的成員Lynnae Quick所說(shuō)：“很多人認(rèn)為木衛(wèi)二將是土衛(wèi)二的2,。0版,，表面不斷噴射出羽流。但是我們不能這樣看,，因?yàn)槟拘l(wèi)二是一個(gè)完全不同的生猛星球,。”

到目前為止的探測(cè)結(jié)果表明,，這些羽流是零星的,、微弱的。這些結(jié)果包括來(lái)自美國(guó)宇航局的伽利略航天器,、哈勃太空望遠(yuǎn)鏡和大型地球望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè),。

根據(jù)愛(ài)達(dá)荷大學(xué)木衛(wèi)二航天器測(cè)繪成像光譜儀（MISE）科學(xué)小組的成員馬修-麥凱-赫德曼說(shuō)：“我們?nèi)匀惶幱谌狈τ辛ψC據(jù)的階段，沒(méi)有一個(gè)證據(jù)是百分之百能確定的,?！?/p>

研究這些羽流會(huì)有什么意義？

如果木衛(wèi)二確實(shí)有羽流,，這將是一個(gè)令人興奮的發(fā)現(xiàn),。首先，僅僅因?yàn)榭吹酵庑菄姲l(fā)的水柱,，讓我們聯(lián)想到我們目前居住的地球,，這在視覺(jué)上已經(jīng)非常誘人了,。其次，在科學(xué)的角度來(lái)說(shuō),，這也很令人興奮,。這些羽流，如果與下面的海洋相連,，可以揭示出星球宜居的線索,。

現(xiàn)在在美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的航天器的木衛(wèi)二紫外光譜儀（Europa-UVS）科學(xué)小組的肖恩-布魯克斯說(shuō)：“如果我們對(duì)木衛(wèi)二地表下的情報(bào)有一定得了解，那么我們就可以實(shí)現(xiàn)我們的終極目標(biāo)——了解木衛(wèi)二是否適合人類(lèi)居住,。然而,，我們現(xiàn)在還無(wú)法達(dá)到這一目標(biāo)?！?/p>

在土衛(wèi)二,，羽流確實(shí)與地下海洋相連。因此從本質(zhì)上講,，我們看到的是海水從一個(gè)外星球被噴入太空,。

那么木衛(wèi)二呢？如果羽流被證實(shí),，那么航天器將像卡西尼號(hào)在繞土星運(yùn)行時(shí)那樣對(duì)水汽進(jìn)行采樣,。關(guān)于木衛(wèi)二的羽流是來(lái)自海洋還是來(lái)自地面中較小的湖，仍然存在一些爭(zhēng)論,。

戈達(dá)德太空飛行中心的Lynnae Quick是歐羅巴快船上歐羅巴成像系統(tǒng)（EIS）相機(jī)科學(xué)小組成員,。圖片來(lái)自美國(guó)宇航局。

土衛(wèi)二的間歇泉

卡西尼號(hào)航天器能夠飛過(guò)從土衛(wèi)二噴發(fā)出來(lái)的一些間歇泉式的羽流,，并對(duì)其中的內(nèi)容進(jìn)行采樣,。分析顯示，土衛(wèi)二的羽流含有水蒸氣,、冰晶,、鹽和各種有機(jī)化合物。這為科學(xué)家提供了關(guān)于海洋本身?xiàng)l件的線索,?？ㄎ髂崽?hào)甚至發(fā)現(xiàn)了洋底活躍的熱液噴口的證據(jù)。在地球上,，類(lèi)似的環(huán)境是各種各樣的海洋生物的綠洲,。

去年夏天，一個(gè)生物學(xué)家小組宣布來(lái)自卡西尼號(hào)的數(shù)據(jù),。數(shù)據(jù)顯示土衛(wèi)二的海洋中存在甲烷（也許超標(biāo)）,。據(jù)研究人員稱，這可能是海洋中產(chǎn)甲烷（methanogenic）生命的一個(gè)跡象,。在地球上,，這種活動(dòng)與生活在全球厭氧區(qū)的產(chǎn)甲烷古菌有關(guān),。但是，對(duì)于土衛(wèi)二來(lái)說(shuō),，現(xiàn)在要確定我們看到的是什么,，或者甲烷的真正來(lái)源是什么，還為時(shí)過(guò)早,。

難以探測(cè)

即使歐羅巴快船將前往這個(gè)衛(wèi)星近距離觀察，木衛(wèi)二的羽流也可能很難被探測(cè)到,。迄今為止的證據(jù)表明,，木衛(wèi)二的羽流比土衛(wèi)二的羽流更小、更零星,。這可能是因?yàn)槟拘l(wèi)二的引力比土衛(wèi)二強(qiáng)的緣故,；木衛(wèi)二較強(qiáng)的引力會(huì)使羽流更接近表面，赫德曼說(shuō)：“即使已經(jīng)出現(xiàn),，木衛(wèi)二的羽流也可能不那么容易顯現(xiàn)在鏡頭中,。”

無(wú)論是否發(fā)現(xiàn)羽流,，航空器都有很好的裝備來(lái)研究木衛(wèi)二的內(nèi)部和外部,。每一個(gè)儀器都可以收集到關(guān)于地表以下可居住條件的數(shù)據(jù)。正如Quick指出的那樣：“并不是發(fā)現(xiàn)了羽流才表明任務(wù)成功的,?！?/p>

荒蕪的星球邊緣有明顯的陽(yáng)光照射，噴出的水柱上升并擴(kuò)散到黑色空間,。這是卡西尼號(hào)看到的土星的衛(wèi)星土衛(wèi)二的間歇泉,。這些巨大的水蒸氣柱通過(guò)土衛(wèi)二南極的裂縫噴發(fā)出來(lái)?？ㄎ髂崽?hào)航天器分析了這些羽流,，發(fā)現(xiàn)了水蒸氣、冰顆粒,、鹽,、甲烷和各種復(fù)雜的有機(jī)分子?？茖W(xué)家們認(rèn)為,，這些羽流來(lái)自于星球冰面下的一個(gè)大面積的海洋。圖片來(lái)自NASA/ JPL/空間科學(xué)研究所,。

開(kāi)展對(duì)木衛(wèi)二羽流的搜尋工作

航天器尋找羽流的方法包括：

EIS相機(jī)套件將在木衛(wèi)二表面附近尋找羽流,，方法之一是當(dāng)木衛(wèi)二被木星的光線照亮?xí)r，在木衛(wèi)二的邊緣（可見(jiàn)的邊緣）尋找它們的輪廓,。EIS將拍攝任何發(fā)現(xiàn)的羽流的圖像,，以及可能在表面可見(jiàn)的羽流沉積物,。

木衛(wèi)二-UVS儀器將嘗試在紫外光下探測(cè)羽流，包括在木衛(wèi)二經(jīng)過(guò)附近恒星時(shí)展示的星球邊緣,。它還可以測(cè)量羽流的化學(xué)成分,。

E-THEMIS（木衛(wèi)二熱輻射成像系統(tǒng)），一臺(tái)熱像儀,，將尋找表面的熱點(diǎn),，這些熱點(diǎn)可能是羽流是否活躍或最近爆發(fā)的證據(jù)。

航天器是否能成功地找到難以捉摸的羽流還不得而知,，但是海德曼很樂(lè)觀,，他說(shuō)：“我確實(shí)懷疑木衛(wèi)二正在活動(dòng)，并讓一些物質(zhì)逃逸,。但我預(yù)計(jì),，當(dāng)我們真正了解到這是如何發(fā)生的時(shí)候，結(jié)果將出人意料,?！?/p>

航天器將在2030年進(jìn)入圍繞木星的軌道。

一句話,，木衛(wèi)二的羽流是真的嗎,？美國(guó)宇航局的歐羅巴快船將于2024年發(fā)射，訪問(wèn)木星的這顆衛(wèi)星,，以回答羽流以及地下海洋的問(wèn)題,。

BY: Paul Scott Anderson

FY: 側(cè)耳傾聽(tīng)

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參考資料

1.WJ百科全書(shū)

2.天文學(xué)名詞

3.原文來(lái)自：https:///space/europas-water-plumes-europa-clipper/

本文由天文志愿文章組-側(cè)耳傾聽(tīng)翻譯自文章作者Paul Scott Anderson的作品,如有相關(guān)內(nèi)容侵權(quán),請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)布后聯(lián)系作者刪除.

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