朱诺号探测器在木星最大的卫星上发现了咸水海洋的证据

木卫三是太阳系中最大的卫星,可能分层存在冰和液体。
Three moons and Jupiter, plus the NASA probe Juno.
朱诺号观测了木星及其三颗卫星,其中木卫三位于最左侧。NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS

NASA 的“朱诺号”探测器自 2016 年抵达木星以来,一直在探索这颗行星。近年来,该任务已将重点转向了这颗气态巨行星的众多卫星,包括地狱般的火山世界木卫一和冰球木卫二。现在,在发表于《自然·天文学》的研究中,朱诺号团队公布了木星最大卫星木卫三的新照片,显示有盐和有机化合物的证据。这些物质很可能是从地下海洋冒出的咸水留下的残余物,这些海水涌到了木卫三冰冻的表面。令人兴奋的是,咸水海洋的存在表明那里的条件可能有利于生命。

木卫三是一个特别奇怪的地方。它不仅是木星最大的卫星,还是整个太阳系中最大的卫星——它甚至比水星还要大。它也是唯一一颗拥有自身磁场的卫星,其磁场是由其内部深处的熔融金属核心产生的。与其他外太阳系的冰冷世界一样,例如木卫二或可能是冥王星,木卫三可能在其冰壳下潜藏着一个海洋。一些研究表明,地下隐藏着多个海洋,像叠罗汉一样层层堆叠着冰层和海洋

“由于木卫三的体积如此之大,其内部结构比小行星世界更复杂,”亚利桑那大学地质学家Adeene Denton解释道,她并未参与这项新研究。她指出,这颗卫星巨大的尺寸意味着有大量的空间供有趣的分子混合。但这也意味着它们很难被发现,因为物质必须经过长距离才能到达我们的探测器能够看到的表面。

朱诺号终于近距离飞掠木卫三——近至 650 英里,比纽约市到芝加哥的距离还要近——利用其木星红外极光成像仪 (JIRAM) 仔细观察了其表面的化学物质。这个令人难以置信的仪器详细追踪了木卫三表面的成分,能够识别出小至 1 公里宽的特征。如果 JIRAM 观测的是纽约市,它将能够以十个街区为单位绘制曼哈顿的地图。

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重要的是,木卫三表面的物质可能告诉我们其下隐藏的水的情况。如果上方有盐分,那么地下海洋可能具有相同的盐度。包括地球上的海洋在内,海洋从液态水与岩石地幔发生化学反应中获取盐分。首席作者、意大利罗马国家天体物理研究所的研究科学家Federico Tosi表示,这种交换是“宜居性的必要条件之一”。

然而,其他当前研究表明,木卫三的液态水层并不直接接触其地幔。取而代之的是,冰层将海洋与岩石隔开。但是,由于该团队在 JIRAM 数据中确实看到了这些盐分,这表明它们曾经接触过,即使现在没有。“这证明了一个时期,当时海洋一定与岩石地幔直接接触,”Tosi 解释道。

至于“朱诺号”探测到的有机化学物质,该团队仍然不完全确定它们是哪种类型的化合物。他们倾向于认为是脂肪醛,这是一种在太阳系其他地方也能找到的分子,它被认为是构建更复杂氨基酸所必需的中间步骤。这些通常表明液态水和岩石地幔正在发生相互作用。这绝不是生命存在的迹象,但对于木卫三隐藏海洋中可能存在的生命来说,这很有趣。Tosi 说:“有机化合物的存在并不意味着存在生命。但反之亦然:生命需要某些类别的有机化合物的存在。”

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不幸的是,朱诺号将没有机会再次飞掠木卫三来寻找更多的咸碱滩——它将飞向火山爆发的木卫一。Tosi 说,该探测器最近对这些矿物质的勘测是“近距离观察这颗卫星的绝佳机会”。不过,我们不必等太久,大约十年后,他补充说,我们就有机会通过欧洲空间局的 JUICE 任务再次探索这些咸水,该任务“有望对木卫三进行全面而前所未有的探测”。

 

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Briley Lewis

撰稿人

Briley Lewis 博士(她/她)是一位自由撰稿的科学作家和天文学家。在 Twitter @briles_34 上关注她,或访问她的网站 www.briley-lewis.com。


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