哈勃太空望遠鏡在木衛二其中一邊發現持續存在水汽的證據

木衛二（Europa）在它冰冷表面下擁有廣闊的海洋，這可能為生命提供適宜生存條件。這個結果促使天文學家對冰衛星大氣結構的理解，並有助於為計劃中的木星系統科學任務奠定基礎，以探索距太陽八億公里的環境是否可以支持生命存在。

先前觀察在木衛二的水蒸汽通過冰殻罅隙，以羽流形式噴發相關聯。惰性如同通過哈勃太空望遠鏡在2013年拍攝到它們類似於地球上間歇泉，但延伸到接近一百公里以上的高度。它們在木衛二大氣層中產生瞬間的水蒸氣團，雖然只有地球大氣表面壓力的十億分之一。

然而，新的結果顯示，在1999年至2015年的哈勃太空望遠鏡觀測中，類似數量的水蒸氣散佈在木衛二的更大面積上。顯示僅在木衛二的一邊長期存在水蒸氣大氣，那部分始終與它的軌道運動相反方向。導致前後半球之間不對稱的原因尚不完全清楚。

瑞典皇家技術、太空和等離子體物理研究所的洛倫茲·羅斯（Lorenz Roth）從哈勃太空望遠鏡圖像和光譜檔案的分析中收集到，使用相同的技術最近導致發現木衛三（Ganymede）大氣中水蒸氣。

羅斯說：「對木衛三和木衛二尾隨一側的水蒸氣的觀察，增進了我們對冰衛星大氣層的理解，在木衛二上檢測到大量穩定的水蒸氣比在木衛三上更令人驚訝，因為木衛二的表面溫度低於木衛三。」

木衛二比木衛三反射更多的陽光，使它的表面比木衛三高攝氏15.5度。木衛二的白天最高溫度是攝氏零下162度。然而，即使在較低的溫度下，新的觀測顯示水冰正在昇華，也就是說，在沒有液相的情況下直接從固體轉變為蒸汽，離開木衛二的表面，就像在木衛三上一樣。

為了這個發現，羅斯鑽研哈勃太空望遠鏡的檔案數據庫，從1999年、2012、2014和2015年木衛二在不同軌道位置的紫外線觀測。這些觀測都是由哈勃太空望遠鏡光譜儀拍攝。紫外線觀測使羅斯能夠確定木衛二大氣中氧氣（水的組成部分之一）的豐富程度，並通過解釋不同波長的發射強度，他能夠推斷出水蒸氣的存在。

這種探測方法對未來前往木衛二深入研究鋪平道路，包括美國太空總署的木衛二快船（Europa Clipper）和歐洲太空總署的木星冰月探測器（Jupiter Icy Moons Explorer）任務。了解木星及它的衛星如何形成和演化，也有助於天文學家深入了解其它恆星周圍的類木行星。

【圖：美國太空總署；文：節譯自太空望遠鏡科學研究所2021年10月14日新聞公佈】 研究全文刊登在2021年10月13日出版的《地球物理硏究快報》 標題是： A Stable H2O Atmosphere on Europa’s Trailing Hemisphere From HST Images