水柱是从木卫二喷出的吗? 美国国家航空航天局的木卫二快船在箱子上

在木卫二上发现羽流是一个令人兴奋的前景，但科学家警告说，这将是一个棘手的问题

In 2005, 土星卫星土卫二(Enceladus)表面喷出明亮水柱的照片吸引了全世界. 巨大的蒸汽柱, 冰粒子, 从土卫二南极地区喷射出的有机分子表明，土卫二冰壳下存在液态水海洋，并证实了这颗卫星的地质活动. 羽流还推动了土卫二和太阳系外的其他星球, 没有大气层，远离太阳的热量, 成为美国宇航局寻找生命迹象的首选地点.

科学家们现在正准备前往另一个星球 冰雪覆盖的海洋世界 木星的卫星木卫二. 计划于2024年发射, 美国宇航局的“木卫二快船”宇宙飞船将从木卫二的内部深处到表面进行研究，以确定它是否具有使其成为生命家园的成分.

像恩克拉多斯, 木卫二的地质是动态的, 这意味着两颗卫星在与主行星和邻近卫星的引力拉锯战中，其固体层伸展和弯曲时，内部都会产生热量. 而不是来自太阳的热量，使这些被冰覆盖的卫星上的地下水不会冻结. 热量也可能有助于在海底产生或循环生命的化学组成部分, 包括碳, 氢, 氧气, 氮, 磷, 和硫.

但相似之处就到此为止了.

“很多人认为木卫二将成为土卫二.它的表面不断地喷射出羽状物。 莱纳快速《他是克利伯号木卫二成像系统(EIS)相机背后的科学团队成员.

“But we can’t look at it that way; Europa is a totally different beast,奎克说。, 他在格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心工作, 马里兰.

有证据表明，木卫二可能像土卫二一样从地下排放水. 例如，科学家使用 美国宇航局的伽利略号宇宙飞船, 美国宇航局的哈勃望远镜，大 地面望远镜 有没有报告在木卫二上探测到微弱的水羽或它们的化学成分. 但没有人能确定.

“我们仍在寻找真正有趣的证据，但没有一个是确凿的,” 马修·麦凯·海德曼他是欧罗巴快船的成员 欧罗巴测绘成像光谱仪(MISE) 科学团队和365滚球官网物理系副教授.

科学家们被羽流所吸引有几个原因. 第一个, 他们无疑很酷:“我们是科学家, 但我们也是人,肖恩·布鲁克斯说, 他在美国宇航局南加州喷气推进实验室与木卫二快船的木卫二紫外光谱仪(Europa- uvs)科学团队一起工作.

但更实际的是，布鲁克斯说，羽流让科学家更容易进入木卫二的内部.

“这一切都归结于木卫二是否适合居住, 这归结为对表面之下发生的事情有一些了解, 我们还不能到达的地方,他说.

换句话说, 木卫二的魔力, 一个潜在宜居世界的原型, 是隐藏在月亮深处的吗. 与土卫二相比, 哪个是德克萨斯州那么大, 木卫二的大小大约是地球的四分之一, 或者比地球的月亮小一点. 有证据表明，木卫二的咸水海洋比土卫二深得多, 可能有40到100英里(约60到160公里)深, 这意味着它的含水量可能是地球海洋的两倍. 一些科学家假设木卫二的海洋可能与海底下过热的岩石发生反应, 可能通过热液喷口. 在地球上，这些区域是化学活动的温床，滋养着无数的生物.

科学家表示，木卫二的冰壳中也可能存在大量融化的水, 哪个比海洋更有可能是羽流的来源. 这些口袋也可以为生物提供舒适的栖息地.

因为它离木星比土卫二离土星近得多, 在木卫二上，更多的热量来自于它绕主行星旋转时产生的摩擦. 考虑到内部热量刺激了岩石世界的地质活动, 预计木卫二的地质情况比土卫二更广泛. 一些科学家预测 木卫二有板块构造 这种转变和循环利用了构成月球表面的冰块. 如果是这样的话, 木卫二表面可能有木星辐射产生的营养物质在循环, 比如氧气, 冰壳里的液体或者海洋本身. 通过欧罗巴快船, 科学家将有机会通过分析羽流的化学组成或它们可能在地表留下的痕迹来检验他们的一些预测.

科学家警告说，木卫二的羽状物, 即使他们在那里, 即使从特写也很难发现吗. 它们可能是零星的, 它们可能又小又薄, 考虑到木卫二的重力, 比土卫二强得多, 可能会使这些水柱靠近地表. 这与土卫二壮观的蒸汽柱截然不同:它总是在月球上，而且比月球本身更大, 向地表上方数百英里处喷射冰粒.

“即使它们在那里，木卫二的羽流也可能不那么上镜，”海德曼说.

尽管科学家们正在设计各种创造性的策略，以便在2031年航天器开始探索木卫二时找到活跃的羽流, 他们并不是依靠它们来了解月球内部发生了什么.

奎克说:“我们不必为了成功的任务而捕捉到一只。.

Quick补充道 快船仪表 是否能提供地表下适宜居住条件的证据.

我们仍然处于有真正有趣的证据的空间，但没有一个是确凿的. 马修·海德曼，副教授

科学小组将如何寻找潜在羽流的几个例子包括木卫二 克利伯的摄影套件，EIS. 它将通过在木卫二边缘寻找羽流的轮廓来探测木卫二表面附近的羽流, 或边缘, 当月亮从木星前面经过时被木星的光照亮. 如果羽流出现，EIS将拍摄它们的照片, 以及可能在地表可见的羽流沉积物. 的 Europa-UVS 还会努力在紫外线下探测羽流吗, 包括当木卫二从附近恒星前面经过时，在月球的边缘, 并且可以测量这些羽流的化学组成. 热像仪 欧罗巴热发射成像系统(E-THEMIS)将在火星表面寻找可能是火山活跃或近期喷发证据的热点. 

无论研究人员是否在木卫二上发现羽流，木卫二快船小组都将取得成功, 尽管许多科学家希望看到一场壮观的水秀，以丰富我们对木卫二的了解.

“我确实怀疑木卫二很活跃，让一些物质逸出，”海德曼说. “但我希望当我们真正了解它是如何做到这一点的时候, 这和所有人的预期都不一样.” 

更多关于任务的信息

像木卫二快船这样的任务对该领域做出了贡献 天体生物学, 对我们所知的可能孕育生命的遥远世界的变量和条件的跨学科研究. 虽然木卫二快船不是生命探测任务, 它将对木卫二进行详细的侦察，并调查这颗冰冷的卫星是否存在, 它的地下海洋, 有能力维持生命吗. 了解木卫二的宜居性将有助于科学家更好地了解地球上的生命是如何发展的，以及在地球以外寻找生命的可能性.

由帕萨迪纳的加州理工学院管理, 加州, 喷气推进实验室与位于华盛顿的美国宇航局科学任务理事会的APL合作，领导了木卫二快船任务的开发. 位于亨茨维尔的美国宇航局马歇尔太空飞行中心的行星任务计划办公室, 阿拉巴马州, 执行欧罗巴快船任务的项目管理.

更多关于木卫二的信息 可以在这里找到.

该项目是根据美国国家航空航天局(NASA)合同NNN12AA01C，通过加州理工学院/喷气推进实验室资助365滚球官网的.

文章由Lonnie Shekhtman撰写，NASA戈达德太空飞行中心，马里兰州格林贝尔特.

图片由NASA/JPL提供, NASA/JPL/空间科学研究所和NASA/ESA/W, 火星(STScI)/美国地质调查局天体地质科学中心.

出版于2021年11月.