木星的海洋衛(wèi)星木衛(wèi)二的氧氣可能比我們想象的要少
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時(shí)間：2025-12-10 05:03:55
9月29日，美國(guó)國(guó)家航空航天局的海的少朱諾號(hào)任務(wù)近距離飛越木星時(shí)拍攝到的木星衛(wèi)星木衛(wèi)二的照片。拍攝這張照片時(shí)，洋衛(wèi)氧氣飛船距離月球表面945英里（1500公里）。星木想象（圖片來(lái)源：uux.cn/美國(guó)國(guó)家航空航天局/噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室-加州理工學(xué)院/SwRI/MSSS。比們圖片處理由Björn Jónsson CC by-NC-SA 2.0提供）
（神秘的木星地球uux.cn）據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)（Monisha Ravisetti）：周一（3月4日），科學(xué)家們宣布，海的少他們已經(jīng)成功測(cè)量了木星衛(wèi)星木衛(wèi)二周?chē)赡艽嬖诘难笮l(wèi)氧氣分子氧（我們?cè)诘厍蛏虾粑难鯕忸?lèi)型）的數(shù)量。盡管研究人員過(guò)去曾對(duì)冰月的星木想象含氧量進(jìn)行過(guò)估計(jì)，但該團(tuán)隊(duì)表示，比們這是木星我們首次對(duì)其進(jìn)行直接測(cè)量。
簡(jiǎn)單地說(shuō)，海的少這一結(jié)果低于之前的洋衛(wèi)氧氣一些相當(dāng)高的估計(jì)。這是星木想象否意味著木衛(wèi)二，據(jù)信在其冰冷的比們外殼下蘊(yùn)藏著一片巨大的咸水海洋，對(duì)生命的出現(xiàn)不如我們所希望的那么友好？或者，至少是我們所知道的生活？嗯，不一定，但這次討論肯定很有趣，需要進(jìn)一步調(diào)查。
根據(jù)這項(xiàng)研究，之前對(duì)木衛(wèi)二氧含量的一些估計(jì)是從與月球有關(guān)的原子氧排放中推斷出來(lái)的。與由兩個(gè)氧原子組成的分子氧不同，原子氧僅由一個(gè)氧原子構(gòu)成。后者是我們無(wú)法呼吸的類(lèi)型，但科學(xué)家們可能認(rèn)為，解碼木衛(wèi)二周?chē)嬖诘难鯕饬浚辽贂?huì)對(duì)月球整體產(chǎn)生的可呼吸氧氣量產(chǎn)生一些限制。
這一推理，加上其他一些遠(yuǎn)程觀測(cè)分析，確實(shí)對(duì)有多少東西與這顆木星衛(wèi)星真正相關(guān)造成了一些限制——但新的研究發(fā)現(xiàn)了一種方法，可以通過(guò)這些預(yù)測(cè)來(lái)縮小范圍。由于美國(guó)國(guó)家航空航天局的“朱諾號(hào)”探測(cè)器和一點(diǎn)冰化學(xué)，研究人員實(shí)現(xiàn)了對(duì)木衛(wèi)二氧含量的直接測(cè)量。
基本上，正如該團(tuán)隊(duì)在研究摘要中解釋的那樣，木衛(wèi)二表面的水冰殼有可能經(jīng)歷一種水分解過(guò)程。某些反應(yīng)可能會(huì)將木衛(wèi)二的一些冷凍水分子轉(zhuǎn)化為分子氫（由兩個(gè)氫原子組成）和分子氧。如果這種反應(yīng)真的發(fā)生了，證據(jù)將在于月球周?chē)a(chǎn)生的一些氧和氫離子，就像它們攜帶電荷一樣。這一理論有著堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，因?yàn)榭茖W(xué)家們知道木衛(wèi)二的軌道會(huì)穿過(guò)木星的一個(gè)輻射帶。這個(gè)帶有一堆帶電粒子，它們可以撞擊月球表面，有可能引發(fā)水的分裂過(guò)程。
這幅圖顯示了來(lái)自木星的帶電粒子撞擊木衛(wèi)二表面，將冷凍的水分子分解為氧和氫分子。科學(xué)家們認(rèn)為，如插圖所示，這些新產(chǎn)生的氧氣中的一些可能會(huì)向月球的地下海洋遷移。（圖片來(lái)源：uux.cn/NASA/JPL加州理工學(xué)院/SWRI/PU）
果不其然，研究小組解釋說(shuō)，2022年9月，當(dāng)“朱諾”號(hào)在距離木衛(wèi)二220英里（354公里）的范圍內(nèi)飛行時(shí)，它能夠確定這種水分裂作用的證據(jù)。根據(jù)美國(guó)國(guó)家航空航天局的一份聲明，探測(cè)器發(fā)現(xiàn)了氫和氧離子，這些離子似乎是通過(guò)“轟擊帶電粒子”產(chǎn)生的，然后在木星掠過(guò)月球時(shí)被木星的磁場(chǎng)“吸收”。
“在這里，我們報(bào)告了對(duì)木衛(wèi)二水冰表面離解產(chǎn)生的H2+和O2+吸收離子的直接觀測(cè)，并證實(shí)這些物種是主要的大氣成分，”該研究寫(xiě)道。
至于一些數(shù)字，科學(xué)家們得出結(jié)論，月球大氣層每秒產(chǎn)生26磅（每秒12公斤）的分子氧。他們說(shuō)，之前的估計(jì)從每秒幾磅到2000多磅（每秒約900公斤）不等
“當(dāng)美國(guó)國(guó)家航空航天局的伽利略任務(wù)飛越木衛(wèi)二時(shí)，它讓我們看到了木衛(wèi)二與其環(huán)境之間復(fù)雜而動(dòng)態(tài)的相互作用。朱諾號(hào)帶來(lái)了一種直接測(cè)量木衛(wèi)二大氣層中脫落的帶電粒子成分的新能力，我們迫不及待地想進(jìn)一步窺探這個(gè)令人興奮的水世界的幕后，”該研究的主要作者、普林斯頓大學(xué)的Jamey Szalay在聲明中說(shuō)，他是朱諾號(hào)的儀器科學(xué)家之一。“但我們沒(méi)有意識(shí)到的是，朱諾號(hào)的觀測(cè)結(jié)果會(huì)對(duì)木衛(wèi)二結(jié)冰表面產(chǎn)生的氧氣量產(chǎn)生如此嚴(yán)格的限制。”
由于該值低于之前的預(yù)期，該團(tuán)隊(duì)在研究中寫(xiě)道，這一結(jié)果引入了“更窄的范圍來(lái)支持木衛(wèi)二海洋的宜居性。”這種擔(dān)憂部分源于這樣一個(gè)事實(shí)，即這種產(chǎn)水方法可能是木衛(wèi)二地下綠洲獲取氧氣的方式。
但是，正如美國(guó)國(guó)家航空航天局提供的一份聲明所指出的，還有另一種思考方式。上面寫(xiě)道：“冰覆蓋的木星月球每24小時(shí)產(chǎn)生1000噸氧氣，足以讓100萬(wàn)人呼吸一天。”。盡管如此，生活在異國(guó)情調(diào)的月球上的生命（即使是我們所知道的生命）會(huì)有一些異國(guó)情調(diào)的氧氣需求嗎？請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注這一條。
至于接下來(lái)會(huì)發(fā)生什么？研究小組表示，他們將前往解剖另一顆木星衛(wèi)星：木衛(wèi)一。
這項(xiàng)研究于3月4日發(fā)表在《自然天文學(xué)》雜志上。
