对于行星科学家而言,木星的冰卫星欧罗巴是一位塞壬,隔着太阳系向他们发出召唤。它表面年轻、水资源丰富,还有令人着迷的证据表明其全球范围内存在海洋——因此,它是我们在太阳系内寻找生命的最佳机会之一 。。上周,欧罗巴快船号任务 获得了美国国会议员的一些关键支持; 他们出席了一场由行星学会组织、名为“欧罗巴的魅力”的会议。
不过, 快船号任务并非一路顺风。2013年,行星科学界齐聚一堂,提出了一项十年规划,将探索欧罗巴列为最高优先目标之一。然而,外行星研究经费遭到削减,资金转而投向火星和载人航天计划,这让许多人感到沮丧。科学界仍坚持不懈,投入精力游说政策制定者,如今欧罗巴任务正逐渐获得势头。
那么,为什么要再度前往?
仅在过去一年里,人们就对欧罗巴有了两项非凡的新发现,让它如塞壬般的召唤更加响亮。第一项发现是,哈勃太空望远镜发现了证据,表明 间歇泉正喷涌而出,直冲太空 ,喷发源自这颗卫星的表面。这立刻让欧罗巴跻身一个相当精英的行星天体类别——那些我们观察到正在发生活动的天体!如今,连同土卫二的“虎纹”、木卫一的硫磺火山以及土卫六的魔幻岛屿,欧罗巴的间歇泉表明,这颗卫星不只是一个被动的雪球。
第二项发现来自一篇论文,该研究对欧罗巴表面进行了“逆向拼图”分析。自伽利略号任务传回欧罗巴表面的惊人图像以来,最显眼的地貌特征一直是伸展构造。与大西洋中脊类似,这些特征被解释为正在使冰壳扩张。
然而,问题在于,没有人能看出冰壳在何处收缩以作补偿。姑且不考虑欧罗巴只是变大了这种想法,近期一篇论文指出了多项 支持欧罗巴存在俯冲的证据。在地球上,俯冲是破坏巨大地壳板块的主要方式之一:一个板块被迫推到另一个板块之下。从伽利略号图像中发现的证据包括表面地貌特征对不上,这使研究人员得以辨认出缺失的“地壳块”,它们已被推到了下方。
这两项发现都凸显了欧罗巴的表面与内部彼此相连,并且存在各种途径和机制,使物质能够从内部带到表面,反之亦然。目前尚无证据证明这种联系会延伸至下方可能存在的海洋,但令人着迷的是,它或许并未与外界影响完全隔绝。
对我而言,欧罗巴目前已把我从澳大利亚的家乡吸引到了日本。接下来的三个月,我将在东京大学工作,目前正利用高压低温设备,在实验室里重现欧罗巴的部分环境。我主要感兴趣的是,在这些条件下,来自欧罗巴姐妹卫星木卫一的潜在杂质可能如何影响 水冰。
快船号会采集欧罗巴表面样本,直接研究冰壳及其杂质吗?遗憾的是,不会;快船号任务目前没有着陆器计划。主要原因是我们还没有足够清晰的表面图像来进行规划。不过,目前正在为快船号规划的多次飞掠将大大提升实现这一目标的可能性;大胆的计划设想让着陆器随后能够钻穿冰层。
不过,在大约2020年——届时人们希望快船号将启程前往木星系统——之前,我还有很多时间做实验!
本文与 The Conversation
作者:Helen是布拉格研究所WOMBAT(高强度粉末衍射)仪器的仪器科学家。
图片:新视野号在最接近木星之后,拍摄了这张冰卫星欧罗巴升起于木星云顶上方的图像。路透社/NASA/约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室/西南研究院/资料图片
