如果木星的衛星 歐羅巴 有間歇泉,那麼驅動它們的自然引擎就隱藏得很好。
科學家們重新仔細檢查了來自 美國國家航空航天局伽利略任務 的資料,以尋找歐羅巴上足夠溫暖、能夠與水蒸氣羽流聯絡起來的區域。研究人員確定,如果這個衛星上存在熱點——這個衛星在其冰殼下蘊藏著巨大的液態水海洋——那麼它們很可能將一直隱藏到美國國家航空航天局的歐羅巴快帆號探測器在 2020 年代末或 2030 年代初抵達木星。
2016 年,科學家們宣佈初步探測到 歐羅巴上的微弱羽流,使用的是美國國家航空航天局的哈勃太空望遠鏡。第二股未經證實的羽流在次年宣佈。從那時起,這顆衛星一直保持平靜,科學家們一直在爭論太空望遠鏡發現的特徵是否真的是由飄忽不定的水蒸氣引起的。[歐羅巴上的可能水羽流:影像中的發現]
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
為了解開這個謎團,朱莉·拉斯本和她的同事們轉向了伽利略號在 1990 年代和 2000 年代初期環繞 木星 執行時收集的資料。拉斯本是亞利桑那州圖森市行星科學研究所的高階科學家。研究人員在大約十年前,在潛在的羽流被發現之前,就曾在該衛星上尋找熱訊號。現在,他們重新審視了兩個潛在的源區域,尋找可能表明地質活動的熱量跡象。結果並不令人鼓舞。
拉斯本昨天(10 月 22 日)在田納西州諾克斯維爾舉行的美國天文學會行星科學部年會上舉行的新聞釋出會上說:“我們沒有在那些地點看到任何熱點。”
但拉斯本補充說,這並不一定意味著歐羅巴沒有噴發。
缺失的熱點案例
羽流在整個太陽系中都很常見。木星的衛星木衛一不斷地向空中噴射火山物質。土星冰冷的衛星 土衛二 以其南極附近的一組間歇泉而聞名,它將水蒸氣和其他物質從其地下海洋噴射到太空。地球上也有豐富的間歇泉,從黃石國家公園的老忠實泉到冰島的大間歇泉。
噴射構成這些羽流的氣體需要能量來源,這通常會加熱羽流源周圍的地面。土衛二、木衛一和地球在其間歇泉和火山周圍都有熱點。
但是歐羅巴沒有,就我們目前所知。拉斯本和她的同事們在伽利略號資料中描述的兩個所謂的羽流位置都沒有看到熱點。
拉斯本說,對於這個結果有四種可能的解釋。首先,可能是根本不存在噴流。也可能是熱點存在,但比伽利略號或位於地球的 阿塔卡瑪毫米/亞毫米波陣列(ALMA) 能夠探測到的還要微弱。另一種可能是羽流是零星的,只是在伽利略號靠近時沒有噴發。最後,歐羅巴的羽流可能與其他世界上的間歇泉運作方式不同。
拉斯本說:“人們期望歐羅巴是活躍的。” “人們一直在想[羽流]在哪裡,它們怎麼了。” [照片:歐羅巴,木星神秘的冰冷衛星]
又一次機會
歐羅巴和土衛二都是冰冷的衛星,並且都被認為擁有地下海洋。因此,行星科學家們將他們對歐羅巴的搜尋建立在土衛二上已確認的間歇泉之上也就不足為奇了。來自土星衛星的間歇泉來自長長的、狹窄的“虎紋”裂縫,其面積與歐羅巴上探測到的區域大致相同,預計溫度也相似。
然而,歐羅巴的羽流區域可能與土星衛星的羽流區域具有不同的配置。
拉斯本說:“我認為這不是產生羽流的虎紋[裂縫],但可能存在我們沒有探測到的一些小源。”
時間是另一個考慮因素。伽利略號在 1995 年至 2003 年期間探索了木星及其衛星,這比哈勃望遠鏡發現羽流早了十多年。如果歐羅巴的噴泉是零星的,那麼它們的宿主地點可能在伽利略號觀測時尚未活躍起來。同樣,ALMA 在哈勃望遠鏡觀測後的幾個月後才觀測這顆衛星,這可能給了該區域冷卻的時間。
陽光進一步使問題複雜化。在海灘上,沙子和岩石根據其成分以不同的速率升溫和冷卻。在首次發現羽流後,ALMA 識別出一個靠近名為普韋爾的年輕隕石坑的區域,該區域似乎比周圍區域更溫暖。然而,拉斯本說,伽利略號顯示,同一區域在夜晚比其周圍環境更冷;像所有從地球進行的觀測一樣,ALMA 的觀測僅顯示了該衛星的白天側。拉斯本說,這些變化最有可能源於具有不同成分的特徵。
她說:“這更符合不同的熱效能,而不是存在熱點。”
理想情況下,相同的儀器將比較白天和夜間的觀測結果,以排除來自太陽的熱量作為溫度差異的解釋,但不幸的是,伽利略號沒有收集到令人費解的區域的白天影像。
拉斯本說,最後一種可能性是,歐羅巴上產生羽流的機制並沒有像我們熟悉的間歇泉特徵那樣加熱物體。目前尚不清楚什麼樣的機制會做到這一點,但她說不能排除這種可能性。
她說:“我對我們在外太陽系發現的許多毫無意義的事物感到驚訝。”
雖然沒有足夠的資料來確定四種解釋中哪一種最有可能代表現實,但拉斯本說她最喜歡的選擇是離奇的答案。
她說:“如果有什麼不同的事情正在發生,我會很高興。” “那總是最有趣的。”
歐羅巴可能無法將這些秘密保守太久。美國國家航空航天局的 歐羅巴快帆號 探測器目前計劃於 2022 年發射,它將以 1,700 英里到 16 英里(2,700 公里到 25 公里)的高度對歐羅巴進行 45 次飛掠。
快帆號將攜帶的儀器之一是歐羅巴熱輻射成像系統(E-THEMIS),這是一種熱探測器,它將在各種波長下拍攝該衛星的熱影像。
拉斯本說:“如果歐羅巴的某個地方存在熱點,那麼 E-THEMIS 將會看到它。”
版權所有 2018 年 Space.com,一家 Future 公司。保留所有權利。未經許可,不得釋出、廣播、重寫或重新分發此材料。
