365bet注册送18,太阳系中的夜明珠:闪耀的欧洲

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欧洲的阴暗面可能并不那么黑暗。实验结果表明,木星周围强烈的磁场辐射会导致欧洲冰冷的表面发光。未来的探测器,例如图片中的欧罗巴快船队,可以探测到这种光。
寒冷的欧洲可以给“月光”一词赋予全新的含义(译者注:英语中的月亮通常可以指代月亮和人造卫星)。新的实验表明,这颗卫星的太阳背面在黑暗中可以发光。
图片来源:JPL-CALTECH / NASA
人们普遍认为,欧洲的表面主要由水冰组成,其中包含各种盐,并不断受到木星强磁场产生的高能电子的轰击。当研究人员在实验室中通过附着电子来模拟咸冰样品来模拟这种相互作用时,冰就会发光。研究人员在11月9日在线版的《自然天文学》中报道说,这种辉光的亮度取决于冰中的盐分。
如果在欧洲的相同互动产生了这种空前的月光,那么未来的任务(例如NASA计划中的欧罗巴快船号探测器)可以使用这种辉光绘制欧洲表面的成分。数。这也可以帮助我们了解潜伏在欧洲冰壳下的海洋盐度。
亚利桑那州洛厄尔天文台的行星研究员詹妮弗·汉利说:“(这项研究)可以显示出液态水的温度-凝固点,结冰的厚度和液态水的生存能力。”欧洲表层以下的海洋被认为是一种在太阳系中最有前途的地方寻找外星生命。
NASA喷气推进实验室的冰研究员Murthy Gudipati说,欧洲发光的冰是“意外的发现”。Gudipati和他的同事们首先着手研究电子轰击如何改变欧洲表面冰的化学成分,但是,在他们的第一个实验的视频剪辑中,研究团队注意到,当冰样本受到电子轰击时,其发光异常。
这引起了研究人员的兴趣,他们将电子束对准纯水冰样品以及掺有不同盐的水冰样品。每个冰芯被冷却到欧洲的表面温度(约-173摄氏度),并使用与欧洲具有相同能量的电子。在20秒的照射下,分光计测量冰发出的光的波长或光谱。
这些冰样本都发出白光,因为它们发出的光具有许多不同的波长。但是,每个冰样品的亮度取决于其成分。含有氯化钠(食盐)或碳酸钠的冰看起来比纯水冰还要黑。另一方面,含有硫酸镁的冰更轻。
在实验室中,水冰样品被电子轰击,所有样品发射出许多不同波长的光子。但是,盐的类型决定了不同波长的光子数量,从而影响了其光的亮度。含氯化钠的冰比纯净水的冰深,而含硫酸镁的冰更轻。
图片来源:M.S. GUDIPATI,B.L. HENDERSON,F.B. BATEMAN / NAT.ASTRONOMY?2020
古迪帕蒂说:“我已经粗略计算出,如果我们处在欧洲的阴暗面,它应该和我们在月球下行走的沙滩一样轻。”
根据欧罗巴快船任务中的摄影机规格,古迪帕蒂和他的同事们估计,探测器飞越欧洲的阴暗面时,可以看到欧洲发光的冰。欧洲的黑暗地区可能含有钠,而明亮地区可能富含镁。
但是,汉利告诫说,实验室中的冰块发光并不一定意味着它也会在欧洲发生。欧洲已经被高能电子连续轰炸了20秒钟以上。“欧洲被高能电子轰炸了很长时间,而不仅仅是短短的20秒。这些盐是否应该在某个时候分解并消失?”她感到困惑。与此同时,其他行星研究人员不相信欧洲表面含有大量盐分。这些研究人员,包括科罗拉多州莱克伍德行星科学研究所的罗杰·克拉克在内,都认为欧洲表面盐的迹象实际上是由诸如硫酸等酸形成的。克拉克说,欧洲的表面可以同时被盐和酸覆盖。“下一步(研究人员)是对酸的照射……我们要看他们是否能够区分盐水冰和酸性水冰。”
资料来源:田园天文学