天文學(xué)家利用美國(guó)宇航局詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的羅巴數(shù)據(jù)，在木衛(wèi)二冰層表面的發(fā)現(xiàn)特定區(qū)域發(fā)現(xiàn)了二氧化碳。分析表明，碳源這種碳很可能來(lái)自地下海洋，美國(guó)木星而不是宇航遠(yuǎn)鏡由隕石或其他外部來(lái)源提供的。此外，詹姆它是斯韋在最近的地質(zhì)時(shí)間尺度上沉積的。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)木衛(wèi)二海洋的伯太表面潛在可居住性具有重要意義。
該圖在第一個(gè)面板中顯示了美國(guó)宇航局的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡上的NIRCam(近紅外相機(jī))的木衛(wèi)二表面地圖，在接下來(lái)的三個(gè)面板中顯示了從韋伯的NIRSpec/IFU(近紅外光譜儀的積分場(chǎng)單元)數(shù)據(jù)中獲得的成分圖。在成分圖中，白色像素對(duì)應(yīng)于被稱為T(mén)ara Regio(中圖和右圖)的大規(guī)模混亂地形區(qū)域中的二氧化碳，混亂區(qū)域Powys Regio(左圖)的部分區(qū)域中有額外的濃度。第二個(gè)和第三個(gè)圖顯示了結(jié)晶二氧化碳的證據(jù)，而第四個(gè)圖顯示了復(fù)雜的無(wú)定形形式的二氧化碳。學(xué)分:uux.cn/科學(xué)學(xué)分:Geronimo Villanueva(美國(guó)航天局/GSFC)、Samantha Trumbo(康乃爾大學(xué))、美國(guó)航天局、歐空局、加空局。圖像處理鳴謝:Geronimo Villanueva(美國(guó)宇航局/GSFC)，Alyssa Pagan (STScI)
“在地球上，生命喜歡化學(xué)多樣性——多樣性越多越好。我們是碳基生命。了解木衛(wèi)二海洋的化學(xué)成分將有助于我們確定它是否如我們所知對(duì)生命不利，或者它是否可能是生命的好地方，”馬里蘭州美國(guó)宇航局戈達(dá)德太空飛行中心的Geronimo Villanueva說(shuō)，他是描述這些發(fā)現(xiàn)的兩篇獨(dú)立論文之一的主要作者。
“我們現(xiàn)在認(rèn)為，我們有觀測(cè)證據(jù)表明，我們?cè)谀拘l(wèi)二表面看到的碳來(lái)自海洋。那可不是小事。紐約伊薩卡康奈爾大學(xué)的薩曼莎·特蘭博補(bǔ)充道，她是分析這些數(shù)據(jù)的第二篇論文的第一作者。
美國(guó)宇航局計(jì)劃在2024年10月發(fā)射木衛(wèi)二快船飛船，該飛船將對(duì)木衛(wèi)二進(jìn)行數(shù)十次近距離飛越，以進(jìn)一步調(diào)查它是否具有適合生命的條件。
海面與海洋的連接
韋伯發(fā)現(xiàn)，在木衛(wèi)二的表面，二氧化碳在一個(gè)叫做塔拉區(qū)域的區(qū)域最豐富——這是一個(gè)地質(zhì)上年輕的區(qū)域，通常被稱為“混沌地帶”。表面的冰已經(jīng)被破壞了，在次表層海洋和冰面之間可能有物質(zhì)交換。
特蘭博解釋說(shuō):“哈勃太空望遠(yuǎn)鏡先前的觀測(cè)顯示，在塔拉區(qū)域有海洋衍生鹽的證據(jù)。”“現(xiàn)在我們看到二氧化碳也高度集中在那里。我們認(rèn)為這意味著碳的最終來(lái)源可能是內(nèi)部海洋。”
“科學(xué)家們正在爭(zhēng)論木衛(wèi)二的海洋與它的表面有多少聯(lián)系。我認(rèn)為這個(gè)問(wèn)題是歐羅巴探索的一大驅(qū)動(dòng)力，”Villanueva說(shuō)。“這表明，我們甚至可以在鉆透冰層獲得全貌之前，了解海洋組成的一些基本情況。”
兩個(gè)團(tuán)隊(duì)都使用韋伯的近紅外光譜儀(NIRSpec)的積分場(chǎng)單元的數(shù)據(jù)來(lái)識(shí)別二氧化碳。這種儀器模式在直徑為1944英里的木衛(wèi)二表面提供分辨率為200 x 200英里(320 x 320公里)的光譜，使天文學(xué)家能夠確定特定化學(xué)物質(zhì)的位置。
二氧化碳在木衛(wèi)二表面不穩(wěn)定。因此，科學(xué)家們表示，它很可能是在地質(zhì)上最近的時(shí)間尺度上提供的——這一結(jié)論得到了年輕地形區(qū)域集中性的支持。
“這些觀測(cè)只占用了天文臺(tái)幾分鐘的時(shí)間，”天文研究大學(xué)協(xié)會(huì)的海蒂·哈默爾說(shuō)，海蒂·哈默爾是韋伯跨學(xué)科科學(xué)家，領(lǐng)導(dǎo)韋伯的太陽(yáng)系第一周期保證時(shí)間觀測(cè)。“即使在這么短的時(shí)間內(nèi)，我們也能做真正的大科學(xué)。這項(xiàng)工作第一次暗示了我們可以用韋伯做的所有令人驚奇的太陽(yáng)系科學(xué)。”
美國(guó)宇航局詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡上的NIRCam(近紅外相機(jī))捕捉到了這張木星衛(wèi)星歐羅巴表面的照片。韋伯在木衛(wèi)二冰冷的表面上發(fā)現(xiàn)了二氧化碳，這些二氧化碳可能來(lái)源于該衛(wèi)星的次表層海洋。學(xué)分:uux.cn/科學(xué)學(xué)分:Geronimo Villanueva(美國(guó)航天局/GSFC)、Samantha Trumbo(康乃爾大學(xué))、美國(guó)航天局、歐空局、加空局。圖像處理鳴謝:Geronimo Villanueva(美國(guó)宇航局/GSFC)，Alyssa Pagan (STScI)
尋找羽狀物
Villanueva的團(tuán)隊(duì)還尋找了木衛(wèi)二表面水蒸氣噴發(fā)的證據(jù)。使用美國(guó)宇航局哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的研究人員報(bào)告了2013年、2016年和2017年對(duì)羽狀物的初步探測(cè)。然而，找到確切的證據(jù)一直很困難。
新的Webb數(shù)據(jù)顯示沒(méi)有羽狀物活動(dòng)的證據(jù)，這使得Villanueva的團(tuán)隊(duì)能夠?qū)ξ镔|(zhì)可能被噴射的速率設(shè)定一個(gè)嚴(yán)格的上限。然而，該小組強(qiáng)調(diào)，他們沒(méi)有探測(cè)到并不排除羽狀物。
“總有一種可能性是，這些羽狀物是可變的，你只能在特定的時(shí)間看到它們。我們可以100%肯定地說(shuō)，當(dāng)我們和韋伯一起進(jìn)行這些觀察時(shí)，我們沒(méi)有在歐羅巴發(fā)現(xiàn)羽狀物，”哈默爾說(shuō)。
這些發(fā)現(xiàn)可能有助于美國(guó)宇航局的木衛(wèi)二快船任務(wù)，以及歐空局即將到來(lái)的木星冰衛(wèi)星探測(cè)器(JUICE)。
這兩篇論文將于9月21日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。
詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡是世界上首屈一指的太空科學(xué)天文臺(tái)。韋伯正在解開(kāi)我們太陽(yáng)系的謎團(tuán)，觀察其他恒星周圍的遙遠(yuǎn)世界，探索我們宇宙的神秘結(jié)構(gòu)和起源以及我們?cè)谄渲械奈恢谩ebb是由NASA及其合作伙伴ESA(歐洲航天局)和加拿大航天局領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)國(guó)際計(jì)劃。
作者:娛樂(lè)
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