在木星的79颗卫星中,木卫二欧罗巴(Europa)非常特别,它像一颗行星而非木星的月亮,过去数据也指出欧罗巴有一片全球性地下海洋。最近,天文学家又多了一项证据,表明欧罗巴也和土卫二一样,有大量水随着羽状物从地表下喷向外太空。
欧罗巴直径约3,100公里,比我们的月亮小一些,表面被厚厚冰层覆盖,而根据目前种种数据对欧罗巴表面的成像,我们可以看到一些错综复杂像疤痕的红褐色区域,科学家指出可能包含大量非冰物质,而蓝白色区域则相对较纯。
受木星引力拖引影响导致内部产生潮汐加热,科学家强烈怀疑欧罗巴厚几公里的地壳下方有全球性海洋,并且自NASA伽利略号(Galileo)探测器执行木星与木卫观测任务以来,大量证据表明一些地下水会穿透冰层裂缝,经由羽状喷流射向太空;2013年时,哈勃太空望远镜首度发现羽状喷流存在的间接证据。
最近,欧洲太空总局(ESA)科学家Hans Huybrighs团队基于伽利略号先前对欧罗巴的磁场研究,再次发现伽利略号可能已目睹欧罗巴将地下海洋的水喷向太空。
有液态海洋就有机会找到外星生命特征,但一想到欧罗巴表面厚达几公里的冰层科学家就头大,因为钻透冰层采样地下海水是项非常浩大的工程。但如果,地下海水自己穿透冰层裂缝、以羽状喷流样喷向外太空呢?这就简单了,科学家只要分析喷出地表的海水就行了。
首先,木星磁场强度是地球的20倍,延伸至太空中几百万公里,而欧罗巴当然也在木星磁场影响范围内,但伽利略号高能粒子检测器(EPD)于欧罗巴附近记录到的质子明显少于预期,以前研究曾假设可能是卫星本身挡住探测器的观测。
但研究人员通过计算机模拟发现,只有在假定欧罗巴出现羽状喷流时,才会出现质子明显少于预期的结果,当高能质子与来自羽状喷流中的不带电粒子碰撞时,会吸收来自它们的电子从而成为不带电粒子,如此一来它们便不再被木星磁场束缚、可以高速离开系统,所以探测器观察到质子少于预期。
如果欧罗巴确实也跟土卫二一样有这类型羽状喷流突破地表冰壳,科学家将能直接采样水蒸气进行远程检测,分析其地下海水成分,目前,ESA计划中的木星冰月探测器(JUICE)任务预计2022年发射、2029年进入木星系统,将主力探索木星的3颗卫星:木卫二、木卫三与木卫四。
新论文发布在《地球物理研究通信》(Geophysical Research Letters)。
(首图来源:欧洲太空总局)