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NASA在太阳系最大的卫星木卫三上发现水蒸气

据CBS报道,美国国家航空航天局(NASA)首次在木卫三的大气层中探测到水蒸气,木卫三不仅是木星最大的卫星,也是我们整个太阳系中最大的卫星。

Photo by Adam Krypel on Pexels

研究人员利用来自NASA哈勃太空望远镜的新数据和档案数据发现了这一现象。他们本周在《自然天文学》(Nature Astronomy)杂志上发表了他们关于这一发现的文章。哈勃太空望远镜在计算机异常的情况下突然关闭了一个月后又重新投入使用,该望远镜的系统已有32年的运行历史。

根据NASA的说法,当木卫三表面的冰从固态转变为气体时,该卫星上的水蒸气就形成了,跳过了液化的过程,从固态到气态的过程也被称为升华。

先前的研究表明,木卫三所含的水比地球上所有的海洋都多,但该卫星上的冰点温度意味着其表面的水完全是固态的。它的海洋实际上存在于地壳以下100英里处。

那么,水蒸气是从哪里来的呢?

研究人员将1998年对木卫三的两次观测结果与2018年的另一系列观测结果进行了对比,发现当前的数据与数十年前的数据存在差异。

1998年,哈勃太空望远镜成像光谱仪拍摄了第一张木卫三的紫外图像,展示了该卫星上五颜六色的带电气体带,即极光带,证明它有永久磁场。当时,科学家们认为,哈勃望远镜拍摄的图像中发现的细微差别是由于原子氧浓度较高所致。

最近使用哈勃宇宙起源光谱仪进行的研究试图测量木卫三大气中的原子氧含量,并将其与1998年至2010年的档案数据进行比较。

令人惊讶的是,研究人员在大气中几乎没有发现任何原子氧。

研究小组回顾了木卫三极光的图像后发现,随着该卫星表面温度一整天的上升和下降,赤道附近的中午时分温度变得足够高,从而发生升华,释放出水分子。

该研究的主要作者洛伦兹·罗斯说:“从更广泛的意义上说,这一发现表明,人们在分析数据时往往需要知道要关注什么。自1998年以来,水的信号就出现在HST图像中,只有通过新的数据和理论研究的预测获得额外的信息,我们才知道要寻找什么,在哪里寻找。在哈勃太空望远镜三十年来积累的巨大数据集里,可能还有更多的东西要发现。”

哪里有水,哪里就有我们所知的生命。天文学家说,在地球之外发现液态水对我们寻找其他可居住星球而言至关重要。

欧洲航天局希望在2022年发射木星冰月探测器(JUICE)时找到答案,该探测器计划于2029年抵达木星,花几年时间观察这颗行星及其最大的卫星,寻找人类潜在的栖息地。

罗斯说:“我们的研究结果可以为JUICE探测器团队提供有价值的信息,可以用来完善他们的观测计划,优化探测器的使用。”

本月早些时候,NASA的朱诺号探测器比20多年来任何其他航天器飞得更接近木星和木卫三,发回令人惊叹的图像。

他说:“这是所有航天器距离这颗巨大的卫星最近的一次。在我们得出任何科学结论之前,我们都会慢慢来,但在此之前,我们可以对这个天体奇迹感到惊奇,它是我们太阳系中唯一一个比水星还大的卫星。”