哈勃太空望远镜在木卫二其中一边发现持续存在水汽的证据

木卫二（Europa）在它冰冷表面下拥有广阔的海洋，这可能为生命提供适宜生存条件。 这个结果促使天文学家对冰卫星大气结构的理解，并有助于为计划中的木星系统科学任务奠定基础，以探索距太阳八亿公里的环境是否可以支持生命存在。

先前观察在木卫二的水蒸汽通过冰殻罅隙，以羽流形式喷发相关联。 惰性如同通过哈勃太空望远镜在2013年拍摄到它们类似于地球上间歇泉，但延伸到接近100公里以上的高度。 它们在木卫二大气层中产生瞬间的水蒸气团，虽然只有地球大气表面压力的十亿分之一。然而，新的结果显示，在1999年至2015年的哈勃太空望远镜观测中，类似数量的水蒸气散布在木卫二的更大面积上。 显示仅在木卫二的一边长期存在水蒸气大气，那部分始终与它的轨道运动相反方向。 导致前后半球之间不对称的原因尚不完全清楚。

瑞典皇家技术、太空和等离子体物理研究所的洛伦兹·罗斯（Lorenz Roth）从哈勃太空望远镜图像和光谱档案的分析中收集到，使用相同的技术最近导致发现木卫三（Ganymede）大气中水蒸气。

罗斯说：「对木卫三和木卫二尾随一侧的水蒸气的观察，增进了我们对冰卫星大气层的理解，在木卫二上检测到大量稳定的水蒸气比在木卫三上更令人惊讶，因为木卫二的表面温度低于木卫三。」木卫二比木卫三反射更多的阳光，使它的表面比木卫三高摄氏15.5
度。 木卫二的白天最高温度是摄氏零下162度。 然而，即使在较低的温度下，新的观测显示水冰正在升华，也就是说，在没有液相的情况下直接从固体转变为蒸汽，离开木卫二的表面，就像在木卫三上一样。

为了这个发现，罗斯钻研哈勃太空望远镜的档案数据库，从1999年、2012、2014和2015年木卫二在不同轨道位置的紫外线观测。 这些观测都是由哈勃太空望远镜光谱仪拍摄。 紫外线观测使罗斯能够确定木卫二大气中氧气（水的组成部分之一）的丰富程度，并通过解释不同波长的发射强度，他能够推断出水蒸气的存在。

这种探测方法对未来前往木卫二深入研究铺平道路，包括美国航天局的木卫二快船（Europa Clipper）和欧洲太空总署的木星冰月探测器（Jupiter Icy Moons Explorer）任务。 了解木星及它的卫星如何形成和演化，也有助于天文学家深入了解其它恒星周围的类木行星。

【图：美国太空总署;文：节译自太空望远镜科学研究所2021年10月14日新闻公布】 研究全文刊登在2021年10月13日出版的《地球物理硏究快报》 标题是： A Stable H2O Atmosphere on Europa’s Trailing Hemisphere From HST Images

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