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內(nèi)容摘要：韋伯的NIRCam(近紅外相機)捕捉到了這張木星衛(wèi)星歐羅巴表面的照片。韋伯在木衛(wèi)二冰冷的表面上發(fā)現(xiàn)了二氧化碳，這些二氧化碳可能來源于該衛(wèi)星的次表層海洋。(圖片鳴謝:uux.cn/美國航天局、歐空局、加

韋伯的NIRCam(近紅外相機)捕捉到了這張木星衛(wèi)星歐羅巴表面的照片。韋伯在木衛(wèi)二冰冷的斯韋首次上存表面上發(fā)現(xiàn)了二氧化碳，這些二氧化碳可能來源于該衛(wèi)星的伯太冰衛(wèi)次表層海洋。(圖片鳴謝:uux.cn/美國航天局、空望歐空局、遠鏡加空局、探測碳G. Villanueva(美國航天局/GSFC)、到木S. Trumbo(康奈爾大學(xué))、星的星歐A. Pagan (STScI))
（神秘的羅巴地球uux.cn）據(jù)美國太空網(wǎng)（羅伯特·李）：詹姆斯·韋伯太空望遠鏡已經(jīng)鑒定出二氧化碳來源于木星冰冷的衛(wèi)星歐羅巴的鹽水液體海洋。
一段時間以來，詹姆證據(jù)科學(xué)家們已經(jīng)意識到木衛(wèi)二冰冷的斯韋首次上存外殼下有海洋，但不知道這些海洋是伯太冰衛(wèi)否具有支持生命的化學(xué)成分。因此，空望在木星的遠鏡一顆衛(wèi)星上的地下海洋中發(fā)現(xiàn)碳——生物的一種重要元素——對于這顆衛(wèi)星的潛在可居住性具有重要意義，并且是探測碳詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)使開創(chuàng)性科學(xué)成為可能的證明。
“在地球上，生命喜歡化學(xué)多樣性——多樣性越多越好。我們是碳基生命。研究主要作者、美國宇航局戈達德太空飛行中心科學(xué)家Geronimo Villanueva在一份聲明中說:“了解木衛(wèi)二海洋的化學(xué)成分將有助于我們確定它是否適合我們所知的生命，或者它是否可能是生命的好地方。”“這表明，我們甚至可以在鉆透冰層獲得全貌之前，了解海洋組成的一些基本情況。”
更令人興奮的是，該團隊能夠使用JWST的近紅外光譜儀(NIRSpec)儀器進行紅外觀測，以確定碳分子不是通過隕石撞擊或其他外部來源運送到木衛(wèi)二的。
“我們現(xiàn)在認為，我們有觀測證據(jù)表明，我們在木衛(wèi)二表面看到的碳來自海洋。那可不是小事。碳是一種生物必需元素，”詳細介紹這一發(fā)現(xiàn)的第二篇論文的主要作者、康奈爾大學(xué)研究員薩曼莎·特蘭博說。
JWST觀測到木衛(wèi)二周圍的二氧化碳，木衛(wèi)二是木星四顆大型伽利略衛(wèi)星中最小的一顆，在一個稱為塔拉區(qū)域的地質(zhì)年輕區(qū)域中最豐富。在這個所謂的“混沌地帶”區(qū)域，表面冰已經(jīng)被破壞，這表明木衛(wèi)二的冰層表面和次表層海洋之間發(fā)生了物質(zhì)交換。
特朗博繼續(xù)說道:“哈勃太空望遠鏡先前的觀測顯示，在塔拉區(qū)域有來自海洋的鹽的證據(jù)。”。“現(xiàn)在我們看到二氧化碳也高度集中在那里。我們認為這意味著碳的最終來源可能是內(nèi)部海洋。”

此圖顯示了木衛(wèi)二表面的地圖，第一個面板中有NIRCam(近紅外相機),下面三個面板中有來自NIRSpec/IFU(近紅外光譜儀的積分場單元)數(shù)據(jù)的成分圖。在成分圖中，白色像素對應(yīng)于被稱為Tara Regio(中圖和右圖)的大規(guī)模混亂地形區(qū)域中的二氧化碳，混亂區(qū)域Powys Regio(左圖)的部分區(qū)域中有額外的濃度。第二個和第三個圖顯示了結(jié)晶二氧化碳的證據(jù)，而第四個圖顯示了復(fù)雜的無定形形式的二氧化碳。(圖片鳴謝:uux.cn/美國航天局、歐空局、加空局、G. Villanueva(美國航天局/GSFC)、S. Trumbo(康奈爾大學(xué))、A. Pagan (STScI))
對于Villanueva和他的團隊來說，在木衛(wèi)二上檢測二氧化碳將是一件苦樂參半的事情，他們還利用JWST尋找木星衛(wèi)星表面噴發(fā)的物質(zhì)，這是強大的太空望遠鏡未能看到的。
這些羽狀物在2013年、2016年和2017年被初步探測到，JWST未能確認它們的存在并不意味著它們不存在于木衛(wèi)二周圍。
JWST大學(xué)天文學(xué)研究協(xié)會跨學(xué)科科學(xué)家海蒂·哈默爾說:“這些羽狀物總是有可能是可變的，你只能在特定的時間看到它們。”。“我們可以100%肯定地說，當我們用JWST進行這些觀測時，我們沒有在木衛(wèi)二上探測到羽狀物。”
然而，在木衛(wèi)二上觀測到的二氧化碳證明了詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的能力和實用性。
“這些觀測只占用了天文臺幾分鐘的時間，”領(lǐng)導(dǎo)JWST第一周期太陽系保證時間觀測的哈默爾補充道。“即使在這么短的時間內(nèi)，我們也能做真正的大科學(xué)。這項工作第一次暗示了我們將能夠利用JWST號進行的所有驚人的太陽系科學(xué)研究。”
這些發(fā)現(xiàn)對未來的其他任務(wù)也有重要的影響。2024年10月，美國宇航局將發(fā)射木衛(wèi)二快船飛船，該飛船將前往木星的月球系統(tǒng)，對木衛(wèi)二進行詳細的調(diào)查，以確定其地下海洋是否可以支持生命。
這兩個團隊的JWST發(fā)現(xiàn)也有助于歐洲航天局(ESA)木星冰衛(wèi)星探測器(JUICE)任務(wù)對木星及其衛(wèi)星的調(diào)查。JUICE于2023年4月發(fā)射，為期7.5年，前往木衛(wèi)二及其大型木星衛(wèi)星Callisto和Ganymede，它們也擁有廣闊的海洋，并對木星本身進行重要的觀測。
“這是JWST將為木星衛(wèi)星研究帶來的偉大的第一個結(jié)果，”研究合著者兼歐空局研究員Guillaume Cruz-Mermy說。“我期待著從這些和未來的觀察中，看到我們還能了解它們的表面特性。”
這兩個團隊的研究發(fā)表在9月21日出版的《科學(xué)》雜志的兩篇論文中。