木星衛星Europa表面發現疑似水汽噴流:高度超過200公里

木星衛星Europa表面發現疑似水汽噴流:高度超過200公里

美國東部時間26日14:00(中原時間27日凌晨2點)美國NASA剛剛召開新聞發布會,對外界發布有關木衛二“歐羅巴”(Europa)研究的重要進展,科學家們宣布他們利用哈勃太空望遠鏡在木星的一顆衛星表面發現了疑似水汽噴流現象,這項發現或許將為未來飛往這顆冰衛星,並探查其冰層下海洋的探測項目提供全新的選擇。

出席本次發布會的相關專家包括:

保羅·赫茲(Paul Hertz):美國NASA華盛頓總部天體物理學分部主管;
威廉·斯帕克斯(William Sparks):巴爾的摩空間望遠鏡科學研究所天文學家;
布里特尼·施密特(Britney Schmidt):亞特蘭大喬治亞理工學院地球與大氣科學學院助理教授;
詹妮弗·維斯曼(Jennifer Wiseman):馬里蘭州美國NASA戈達德空間飛行中心哈勃項目高級科學家;

 

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美國NASA的天文學家利用木衛二通過木星前方的機會,借助哈勃望遠鏡發現了木衛二表面存在的疑似噴流現象

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2012年的一項關於木衛二上疑似噴流的研究與2014年木衛二通過木星前方期間研究圖像的對比。木星掩星觀測圖像(左側)顯示在圈示位置存在暗色吸收信號,在同一位置,2012年由洛倫茲·羅斯領銜的一項研究曾經發現這裡氫原子和氧原子輻射信號,這是水的組成成分

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圖註三:木衛二隻一顆直徑1565公里的大型冰凍衛星,這是科學家們推斷的木衛二內部結構圖。藍色表示的是其全球性冰下海洋,估算顯示這裡的水量是地球全部水體的兩倍以上

 

此次發布會的新聞公報全文如下:

天文學家們利用美國NASA的哈勃太空望遠鏡拍攝到木星的大型冰衛星“木衛二”(歐羅巴)表面可能是水汽噴流的現象。這項觀測支持之前認為這顆冰衛星在其高緯度地區可能存在水汽噴流的猜測。

這項成果的取得增加了未來前往木衛二的探測器能夠在不必進行冰層鑽探而獲取這顆星球地下海洋水分樣品的可能性。

美國NASA華盛頓總部科學任務委員會代理副主管傑夫·尤達(Geoff Yoder)表示:“木衛二上的海洋被認為是太陽系中最有可能孕育生命的地點之一。這些噴流如果得到證實,將有可能提供另外一條獲取木衛二冰層下海洋水樣的途徑。”

觀測顯示這些噴流的高度約有125英里(約合200公里),大量物質在被噴射到高空之後再落回木衛二表面。木衛二擁有一個巨大的地下海洋,估算顯示其中的水量相當於地球水量的兩倍,但這個海洋被一個巨厚而堅硬的冰層外殼所覆蓋。而此次疑似噴流的發現將為我們提供一個珍貴的機會,能夠在未來不必鑽探厚厚的冰層而直接獲取這顆星球冰層下海洋的水樣樣本。

由巴爾的摩空間望遠鏡科學研究所天文學家威廉·斯帕克斯(William Sparks)領銜的研究團隊在木衛二通過木星前方時對這顆衛星進行了觀測,並對這顆衛星表面伸出的一些細小“觸手”般的小突起結構進行了觀察。

他們最初的觀測目的是想確認這顆衛星是否存在一層稀薄的大氣層。這種觀測方法與科學家們此前用於判斷圍繞其他恆星運行的系外行星是否擁有大氣層的方法是一樣的。研究組意識到,如果在木衛二地表存在水汽噴流,那麼這次觀測將會是一次發現它的極好機會。

斯帕克斯表示:“系外行星的大氣層會阻擋其後方恒星的部分光芒,如果木衛二有一層稀薄的大氣層,那麼它也會阻擋木星的一部分光芒,我們將能從其產生的陰影上觀察到它。因此,當木衛二通過木星前方時,我們重點對木衛二的邊緣吸收特徵進行了觀測。”

在15個月內的10次觀測機會中,研究團隊對木衛二通過木星前方的現象進行了反覆監測,結果在這顆衛星表面的3處位置上觀察到疑似噴流現象的存在。

這項工作為之前認為木衛二上可能存在水汽噴流的理論提供了支持。在2012年,一個由美國NASA西南研究所的洛倫茲·羅斯(Lorenz Roth)領銜的團隊宣布他們發現了在木衛二南極地區存在水汽噴射現象的跡象,並指出這些噴流高度超過160公里。儘管這兩個團隊所使用的均為哈勃太空望遠鏡的成像光譜儀設備,但兩個研究組在具體方法上是完全不同的,但最後各自獨立地得到了相同的結論。

斯帕克斯表示:“當我們通過一種完全不同的方式計算出,要想產生這些吸收信號將需要多少物質時,我們發現我們得到的結果與此前羅斯團隊得到的結果非常接近。”他說: “我們對於質量的估算是相似的,對於噴流高度的估算也是相似的,我們觀測到木衛二表面噴流的緯度分佈也與他們之前的工作相符。”

但到目前為止,這兩個團隊還尚未採用他們各自獨立的技術對木衛二噴流現象進行過同時觀測。迄今為止的觀測證據似乎顯示木衛二上的這些噴流現像是高度多變且偶發性的,也就是說它們會間歇性地噴發一段時間,然後消失,隨後再次噴發。比如說,在斯帕克斯團隊觀測到一個噴流信號的相隔不到一周的時間內,羅斯團隊也進行了觀測,但顯示未能監測到噴流信號。

如果這一消息能夠得到證實,那麼木衛二將成為太陽系中第二個被發現擁有水汽噴流的衛星。在2005年,美國NASA的卡西尼探測器在土星的衛星土衛二周圍探測到水汽與塵埃噴流。

未來,科學家們將可能使用美國NASA即將在2018年發射升空的下一代旗艦天文望遠鏡——工作在紅外波段的詹姆斯·韋伯空間望遠鏡,對木衛二上此次發現的疑似噴流現象進行證實。美國NASA同時正在籌劃一次飛往木衛二的探測計劃,它將攜帶相應科學載荷,用於證實噴流的存在並在多次的飛掠過程中對噴流性質展開詳細考察。

美國NASA華盛頓總部天體物理學分部主管保羅·赫茲(Paul Hertz)表示:“哈勃太空望遠鏡的獨特能力使其能夠捕捉到這些噴流的信號,這再一次展示了哈勃望遠鏡在其設計目標之外作出重要發現的能力。”他說:“這項觀測打開了全新可能性的大門,我們期待未來將要進行的項目,如詹姆斯·韋伯空間望遠鏡來進一步跟進這一發現的後續研究。”

由斯帕克斯及其同事們開展的這項研究的相關結果將發表在9月29日出版的《天體物理學雜誌》。

哈勃太空望遠鏡是一項由美國NASA以及歐洲空間局共同合作的項目。美國NASA戈達德空間飛行中心負責望遠鏡的管理工作,位於巴爾的摩的空間望遠鏡研究所(STScI)為美國大學天文研究協會(AURA)負責哈勃太空望遠鏡的日常科學運行工作。

 

出處:新浪科技

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