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西南研究所的兩名科學(xué)家是詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡(JWST)團(tuán)隊的一員，該團(tuán)隊觀察到一股超過6英里長的高聳水蒸氣羽流 - 大約是從美國到日本的距離 - 從土星的衛(wèi)星土衛(wèi)二表面噴出。鑒于NASA JWST第000周期的這一發(fā)現(xiàn)，SwRI的Christopher Glein博士也獲得了第1周期的分配，用于研究羽流以及表面的關(guān)鍵化合物，以更好地了解這個海洋世界的潛在可居住性。

在對土星系統(tǒng)長達(dá)13年的偵察中，卡西尼號宇宙飛船發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)二有一個液態(tài)水的地下海洋，卡西尼號分析了樣本，冰粒和水蒸氣的羽流從月球冰冷表面的裂縫噴發(fā)到太空中。

(資料圖)

“土衛(wèi)二是太陽系中最具活力的物體之一，也是人類尋找地球以外生命的主要目標(biāo)，”外星海洋學(xué)專家格萊因說。他是最近被《自然天文學(xué)》接受的一篇論文的合著者。“自從美國宇航局的卡西尼號宇宙飛船首次觀察土衛(wèi)二以來的幾年里，我們從未停止對這個非凡的月球上發(fā)生的事情感到驚訝。

再一次，用韋伯的近紅外光譜儀進(jìn)行的最新觀測產(chǎn)生了顯著的結(jié)果。

“當(dāng)我查看數(shù)據(jù)時，起初，我認(rèn)為我一定是錯的，繪制超過月球直徑20倍的羽流是如此令人震驚，”美國宇航局戈達(dá)德太空飛行中心的Geronimo Villanueva說?！坝鹆鬟h(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我們的想象。

韋伯的敏感性揭示了一個衛(wèi)二的新故事，以及它如何為土星及其環(huán)的整個系統(tǒng)供水。當(dāng)土衛(wèi)二在短短33小時內(nèi)圍繞這顆氣態(tài)巨行星旋轉(zhuǎn)時，月球噴出水，留下一個光暈，幾乎像甜甜圈一樣。羽流不僅巨大，而且水?dāng)U散到土星密集的E環(huán)上。JWST數(shù)據(jù)表明，大約30%的水留在月球尾跡中，而另外70%的水逃逸以供應(yīng)土星系統(tǒng)的其余部分。

“韋伯的觀測首次直觀地說明了月球的水蒸氣羽流如何在環(huán)面的形成中發(fā)揮作用，”SwRI的Silvia Protopapa博士說，他是太陽系冰體成分分析的專家，也是周期1團(tuán)隊的成員?！斑@是韋伯非凡能力的驚人證明。我很高興能成為第2周期團(tuán)隊的一員，因?yàn)槲覀冮_始尋找土衛(wèi)二上可居住性和羽流活動的新跡象。

受到韋伯第一次短暫瞥見土衛(wèi)二的令人難以置信的發(fā)現(xiàn)的刺激，格萊因正在領(lǐng)導(dǎo)同一個團(tuán)隊，該團(tuán)隊將在明年與JWST一起再次觀察土衛(wèi)二。

“我們將尋找可居住性的具體指標(biāo)，例如有機(jī)特征和過氧化氫，”Glein說?！斑^氧化氫特別有趣，因?yàn)樗梢蕴峁┍任覀円郧鞍l(fā)現(xiàn)的更有效的代謝能量來源?？ㄎ髂崽枦]有給我們一個明確的答案，說明土衛(wèi)二上這種強(qiáng)氧化劑的可用性。

新的觀測結(jié)果將為搜索地表的可居住性指標(biāo)提供最佳的遠(yuǎn)程機(jī)會，與周期10相比，信噪比最多可提高1倍。了解羽流釋氣的時間變化對于規(guī)劃未來針對羽流的行星科學(xué)任務(wù)也很重要。

“韋伯可以作為卡西尼號和擬議的生命搜索任務(wù)Orbilander之間的橋梁，”Glein說?！霸诘?周期之后，如果海洋樣本廣泛分布在土衛(wèi)二表面，而不是在南極附近，我們將有更好的想法。接下來的這些觀測可以幫助我們確定Orbilander是否可以訪問赤道附近的海洋樣本，這可能有助于我們更快地回到土衛(wèi)二。