西南研究所的两名科学家是詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)团队的成员,他们观察到从土星的卫星恩克拉多斯表面喷出的高达6000多英里长的水蒸气羽流,大致相当于从美国到日本的距离。鉴于美国宇航局JWST第1周期的发现,SwRI的克里斯托弗·格莱因博士也获得了第2周期的拨款,研究羽流以及表面的关键化合物,以更好地了解这个海洋世界的潜在可居住性。
在对土星系统长达13年的侦察中,卡西尼号宇宙飞船发现土卫二有一个由液态水组成的地下海洋,卡西尼号分析了从土卫二冰层表面裂缝中喷出的冰粒和水蒸气的样本。
格莱因说:“土卫二是太阳系中最具活力的天体之一,也是人类寻找地外生命的主要目标。”格莱因是地外海洋学领域的顶尖专家。他是《自然天文学》最近接受的一篇论文的合著者。爱博网站“自从美国宇航局的卡西尼号宇宙飞船首次观测土卫二以来,我们一直对在这颗非凡的卫星上发生的事情感到惊讶。”
再一次,韦伯近红外光谱仪的最新观测结果产生了显著的结果。
美国宇航局戈达德太空飞行中心的杰罗尼莫·维拉纽瓦(Geronimo Villanueva)是最近这篇论文的主要作者,他说:“当我看到这些数据时,一开始我认为我一定是错的,绘制出一个直径超过月球20倍的羽流,这太令人震惊了。”“烟羽的范围远远超出了我们的想象。”
韦伯的灵敏揭示了一个关于土卫二的新故事,以及它是如何为整个土星系统及其环提供水的。当土卫二在33小时内绕着这颗气体巨星旋转时,它会喷出水,在它的身后留下一个几乎像甜甜圈一样的光环。羽流不仅巨大,而且水遍布土星密集的e环。JWST的数据表明,大约30%的水留在了月球的尾迹中,而另外70%的水逃逸出来,供应土星系统的其余部分。
SwRI的西尔维娅·普罗托帕帕(Silvia Protopapa)博士是太阳系冰体成分分析专家,也是Cycle 1团队的成员。他说:“韦伯的观测首次直观地说明了月球的水蒸气羽状物在环面形成过程中发挥的作用。”这是对韦伯非凡能力的惊人证明。我很高兴能成为Cycle 2团队的一员,因为我们开始寻找土卫二上可居住性和羽流活动的新迹象。”
受韦伯首次对土卫二的短暂一瞥所带来的令人难以置信的发现的鼓舞,格莱因领导着同一个团队,将在明年用JWST再次观测土卫二。
格莱因说:“我们将寻找适合居住的具体指标,比如有机特征和过氧化氢。”“过氧化氢特别有趣,因为它可以提供比我们之前发现的更有效的代谢能量来源。卡西尼号并没有给我们一个明确的答案,说明土卫二上是否存在这种强氧化剂。”
与周期1相比,新的观测结果将把信噪比提高10倍,从而为寻找地表宜居性指标提供了最佳的远程机会。了解羽流放出气体的时间变异性对于计划未来以羽流为目标的行星科学任务也很重要。
“韦伯可以作为卡西尼号和奥比兰德号之间的桥梁,”格莱因说。“在第二周期之后,我们将更好地了解海洋样本是否广泛分布在土卫二表面,而不是仅仅在南极附近。接下来的观察可以帮助我们确定Orbilander是否可以获取赤道附近的海洋样本,这可能有助于我们更快地回到土卫二。”
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