研究发现:木星第四大卫星木卫二可以将水,从其地下喷射到太空

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在飞越木星的卫星木卫二时,美国宇航局太空探测器伽利略号可能目睹了一缕水。包括马克斯·普朗克太阳系研究所(MPS)研究人员在内的一组科学家,现在已经发现了关于这一事件的新证据。在计算机模拟中,努力再现由机载粒子探测器收集的数据,这只有在假设涉及到水柱的情况下才能成功。木卫二拥有由冰水和地下海洋组成的外壳,其环境条件可能有利于简单形式的生命。

研究发现:木星第四大卫星木卫二可以将水,从其地下喷射到太空-第1张图片-IT新视野

水柱将为未来的木星任务,提供与木星卫星蓄水池直接接触的可能性。分层的内部结构,包括液态铁芯、稀薄的富氧大气、感应磁场,木星第四大卫星木卫二与行星的相似性比与原始卫星相似性更大。另一个特点是:厚达18公里的冰水外壳覆盖了一片地下海洋。根据欧洲航天局(ESA)和国会议员领导的一组最新计算,现在有越来越多的证据表明,木卫二将这些水释放到太空中,至少偶尔会在被称为羽流的低温火山喷发中释放。

众所周知,土星的卫星土卫二也表现出类似行为。在美国宇航局(NASA)卡西尼号任务中,机载相机拍摄了土卫二羽流的壮观图像。木卫二也向太空喷水的可比性和确凿证据仍然没有,然而,各种理论、模型和零星观测表明,木卫二也可以喷出羽流。近年来,来自欧洲和美国几个研究所的研究人员独立发现了特定羽流的证据。其中一些小组评估了美国宇航局伽利略号探测器上磁力计的数据。

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从1995年开始,伽利略号探测器花了8年时间探索木星系统,在2000年飞越木卫二时,测量数据显示木星在卫星附近的磁场出现了偏差,这可能是由于同一时间发生的一股羽流造成。欧洲航天局科学家汉斯·休布赖特博士和同事们也重新研究了2000年飞越的数据,然而,这一次,再次审视了高能粒子探测器(EPD)进行的测量。该仪器由美国约翰霍普金斯大学应用物理实验室开发制造。

其中,高能粒子探测器记录了被困在木星磁场中的高能质子分布,木星磁场比地球强20倍,向太空延伸数百万公里。木卫二在这个巨大的磁保护罩内绕木星运行,在飞越期间,在木卫二附近录得的质子明显较预期为少。此前,研究人员曾假设木卫二本身遮挡了探测器的视野。然而,目前的结果指出了另一个原因,在精细的计算机模拟中,由ESA和MPS领导的科学家,对飞越过程中高能质子的运动进行了建模,试图重现EPD的测量数据。

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这只是在假设一股水柱影响了木卫二的环境情况下才成功。当高能质子与来自木卫二大气层或羽流的未带电粒子相撞时,它们会吸收来自这些粒子的电子,从而变成未带电粒子本身。这意味着它们不再被困在木星的磁场中,可以高速离开系统。对于未来前往木星系统的任务,木卫二羽流将提供与卫星地下水库直接接触的可能性,并对其进行表征。2022年,欧空局有一项新任务将开始旅程。

MPS将为这一努力贡献亚毫米波仪器(SWI)和木星电子和离子光谱仪(JEI),这是粒子环境包(PEP)的六个传感器之一。美国宇航局还在准备欧罗巴-快艇任务,该任务将于2023年发射到木星系统。

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