木衛二可能會在黑暗中發光


木星冰冷的衛星木衛二(Europea)認為是我們太陽系中僅有可能擁有某種生命形式的天體之一。它結冰的地殼下面擁有一個像地球一樣的海洋,裡面可能含有鹽分,並且在地表上發現水蒸氣羽流(plumes)。

科學家發現,由於木星強大磁場產生的高水平輻射與木衛二冰冷表面相互作用,木衛二可能會在黑暗中顯出綠色,實驗室模擬以輻照的冰,以一種稱為電子刺激發光(electron-stimulated luminescence)的過程發出綠光。研究顯示,木衛二在夜間的冰輝(ice glow)可能非常獨特,與我們太陽系中的任何其它現像不同。

研究團隊指出,美國太空總署的木衛二快船(Europa Clipper)即將進行的一項探測任務,有望在本年代後期發射升空,它可以通過測量在不同波長下,看到多少冰輝光來觀察發光情況,並且繪製木衛二表面的化學成分圖。

這些觀測結果還可能使科學家弄清木衛二地下海洋的化學成分(例如:鹽度)。美國太空總署噴射推進實驗室首席科學家穆西·古迪帕蒂(Murthy Gudipati)認為,資料對於是否潛在可居住性很重要。

根據美國太空總署1990年代伽利略任務的數據,木衛二內部可能由液態水的海洋構成,這些液態水將木衛二的岩​​心和外層冰殼隔開,在冰殼下幾十公里的液態海洋可以有一個宜居的環境。

這艘以十九世紀(1801至1900年)流線型帆船命名的木衛二快船,雖然目標發射時間定於2025年,但是最早可在2023年發射升空,然後經過數年的旅程到達木衛二。木衛二快船將攜帶照相機和光譜儀來拍照並確定木衛二的組成。能夠穿透冰的雷達,測量覆蓋在海洋上的冰殼厚度,並幫助尋找那裡的地下湖泊,就像尋找地球上南極洲的湖泊一樣。磁力計可以確定磁場的強度和方向,並可以幫助我們了解海洋的深淺和鹽度。了解木衛二上的放射線是關鍵,因為這些微粒可能是生命所需的基本化學反應的能量來源。

古迪帕蒂指出:輻射確實是一種能量形式,就像陽光到達地球一樣,這對地球上的生命至關重要。具有高能量的電子,質子和離子形式的輻射也可能是木衛二潛在宜居性的條件之一。他解釋:輻射到達表面會破壞水分子,鹽和有機物(如果存在的話)的結合,生成更多的能量豐富的分子,例如在木衛二的溫度條件下穩定的過氧化氫(hydrogen peroxide)。這些含有豐富能量的物質可能會在數百萬年內進入海洋,這可能會增加木衛二的可居住性。

與月球大小相同的木衛二,地表上溫度範圍從赤道區域的140K(-133°C )到南、北兩極的50K(-223°C )。

【圖、文:節譯自美國太空總署2020年11月9日新聞公佈】

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