太阳系真的不缺水,欧罗巴2号,冰下的海洋世界
首先是木星,当然木星本身是没有水的,但这并不能阻止木星的卫星。木星有79颗卫星。木星是迄今为止人类发现的自然卫星数量第二多的行星,仅次于土星。它就像一个小太阳系。
1995年2月,由美国发起、耗资136亿美元的探测器伽利略号在飞行了6年零4个月后终于抵达木星。在随后的7年里,他绕木星飞行了34圈,与它的主要卫星相遇了35次。
发射一个成功的探测器那么难,当然寿命越长越好。其实探测器延长寿命是很常规的操作。有趣的是,研究人员放弃延长它的寿命,让它直接坠落木星。
是什么让科研人员放弃了?那是因为当伽利略号飞越木卫二时,探测器发现木卫二地磁北极的地理位置正在发生变化,而且移动非常频繁,几乎每五个半小时一次,这表明木卫二北极表面下存在均匀变化的磁场。科学家推测木卫二表面下有相当厚的地质结构,应该是冰或者水。
伽利略计划的读图团队在分析了伽利略号和旅行者号拍摄的图像后,推测木卫二的地形特征意味着冰下存在海洋。北极的漂移恰恰暗示了木卫二有一个带电的导体层。之所以变化如此之大且具有明显的周期性,是因为木卫二冰桥下方存在一片含盐的全球海洋。许多科学家认为,这一新发现使欧罗巴上有海洋的观点变得非常有说服力。
木卫二表面为数不多的大型陨石坑是支持“厚冰”模型的最好证据。最大的陨石坑被几个同心圆包围着,陨石坑被新鲜的冰填充得相当顺利。在此基础上,结合引潮力产生的热能估算,推断出冰壳厚度在10至30公里之间,相当于地壳厚度,这也意味着冰下海洋可能深达100公里。
我们打个比方,地球海洋最深处的马里亚纳海沟,只有11000米。事实上,地球海洋的平均深度不到3000米。另一方面,木卫二只有月球那么大。
所以第二个位置虽然很小,但是它的总水量如果一起算的话,可能是地球的两倍,上面覆盖着厚厚的一层水冰。而且哈勃太空望远镜的戈达德高分辨率摄谱仪在1994年观测到木卫二表面覆盖着一层极其稀薄的主要由氧气组成的大气层,已知太阳系中只有7颗卫星有大气层。
因此,科学家推测木卫二冰层下的海洋中很可能存在生命,科学家将其列为太阳系中最有生命进化潜力的地方之一。它的生存环境可能类似于地球上的深海温泉或者南极洲的沃斯托克湖,它的生命形式可能类似于地球上的某种嗜极生物。
正是因为这一发现,研究人员感到困惑,因为如果不阻止伽利略号,它的燃料很可能会耗尽。一旦没有燃料,研究人员就无法控制它落到那个星球上。如果不小心落到木卫一上,可能会有外星人入侵的后果。因为伽利略号没有消毒,如果它携带的细菌落入欧罗巴的海洋。我们不知道会发生什么,这些细菌是否会在木卫二上生存和进化,这种情况是不可逆的。所以科学家只能选择让伽利略落到木星上。
另外,木卫二的表面布满了裂缝。许多人认为这些裂缝是潮汐力作用于海面下的海洋的结果。当木卫二的轨道接近木星时,冰下的潮汐可能会比正常情况下涨得更高。如果是这样,上升和下降的海水会导致月球表面观察到许多裂缝。
所以木卫二表面下有暗流,如果找到合适的出口,海水就会喷出来。12年,哈勃太空望远镜在木卫二南极地区真实地拍摄到了喷向空中的水汽,2014年和2016年又拍摄到了羽状冰喷泉。而它的高度甚至可以高达200公里。相对于木卫二的大小,这简直是触摸天空。这个喷泉放在地球上,也是直击太空。毕竟空间的定义只有100公里。有些卫星只在150 200公里的轨道上运行。可以说是非常壮观了。
能喷这么高,主要是木卫二引力比较小,还有木星引力。
但是因为木卫二表面温度比较低,平均温度大概是108摄氏度,所以这个喷泉。出来后直接变成雪花。它会慢慢落下,就像雪一样。
为什么木卫二上会有如此大规模的海洋?如果是海洋,那肯定是液态的,那么究竟为什么能有液态水的海洋呢?
首先我们要知道木卫一,木卫二,木卫三的轨道是1:2到4。也就是说。当木卫三绕木星转了一整圈时,木卫二刚刚完成两圈。另一方面,木卫一刚刚完成了四圈。这个规律造成了一种现象,叫做潮汐加热。木卫二像面团一样,被木卫一和木卫三摩擦,变热。于是,在这样的效应下,木卫二的内部获得了额外的人气。它使得液态水的存在成为可能。
在2013年,国家研究委员会发布了它的10建议,用于行星科学十年中的美国国家航空航天局行星探索计划。木卫二探索被列为最高优先级任务。从那以后,美国国家航空航天局一直致力于木星的冰卫星任务。
2014年,科学家还发现木卫二可能存在板块结构。此前,地球是太阳系中唯一已知的具有动态地壳的天体,被认为有助于地球生命的进化。
到2016年,一项研究表明,木卫二产生的氧气比氢气多10倍,与地球相似。这可能会使它的海洋对生命更加友好——它可能会产生足够的能量,而不依赖于潮汐加热。
欧洲航天局还计划在2022年发射欧罗巴2号探测器,并在2029年抵达木星附近,执行至少三年的任务。一旦到达木卫二,该任务将研究可能使木卫二对生命友好的有机分子和其他成分。
还有一些更大胆的想法,比如发射着陆器,寻找冻结在冰壳浅层的可能的生命迹象,或者直接进入冰下探索海洋。一个名为“融冰探针”的巨型核动力探测器,即一个穿冰机器人,被送去融冰打孔,然后钻入冰下的海洋,触水后释放出一个自主水下行走器。这个装置可以把收集到的信息传回地球。当然,无论是穿冰机器人还是游泳机器人,都要经过严格的消毒,以避免将可能从地球携带的有机物误认为本地生物,防止冰下海洋受到污染。该法案尚未进入认真规划阶段。但是实验是在南极洲进行的。
我们将在欧罗巴停下来。事实上,木星并不是唯一有宝藏的卫星。我们的下一个话题是土卫二2。它也是一颗有水的恒星,存在生命的可能性大于木卫二2。
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