神秘的木衛二水羽狀流可能暗示著存在“隱形粒子”，木衛二的羽狀沉積物讓人摸不著頭腦
一位畫家描繪的從木衛二冰洋中噴射出的水羽圖
2012年，哈勃望遠鏡捕捉到木衛二南極洲的微弱物質羽流。從那時候開始，木衛二就發出了微弱的羽狀光，這可能暗示著有物質從海洋噴射到太空中。如今，一個新的研究合成了木衛二的圖像，以期尋找到木衛二上的物質跡象，但沒有明顯的證據能證明物質的噴發。
1995年，NASA的伽利略號抵達木星系統，開始包括木衛二在內的及其衛星進行探測。NASA的旅行者號和新視野號在離開太陽系的時候還順便探訪了木衛二。休斯頓月球與行星研究所的研究員Paul Schenk通過分析三個探測器所收集到的數據，尋找到了一些跡象，這些跡象可能表明噴發的物質已經落回了木衛二的地表。這些羽流本身可以幫助研究者們獲取深藏在冰層地下的信息。
Schenk通過電子郵件告訴天文在線：“冰表面上的羽狀物通常會產生一定範圍的粒徑。”重力會將最大的粒子帶回表面。他說：“這些粒子在某種程度上通常與地表的不同，包括成分、顏色或者是粒子的大小，因此都是表觀亮度。所以我們希望可以觀察到這些靠近光源的粒子的不同顏色。”
但是Schenk沒有找到粒子的亮度和成分的變化，這可能表明海洋物質已經在木衛二的表面終結。
缺少變化的粒子可能意味著在超過三十年的製圖過程中，羽化活動是相對連續的，隨著時間的流逝，這些粒子混合在一起也沒有產生明顯的差異。另一種猜測是，羽流所產生的沉積物在研究者目前可用的儀器中無法被觀測到。最後，這些羽流可能是“非典型”的羽流，或者根本不是羽流，而是在其他世界沒有辦法被觀測到的物質。
Schenk說：“我們不知道為什麼我們不能觀測到木衛二表面的羽狀現象，我們會努力找到它的。”
“隱形羽毛”和隱藏的指紋
這幅插圖描繪了水狀羽毛是如何從月球冰海深處穿過木衛二表層冰面噴發的。(圖片來源：美國宇航局概念圖像實驗室-邁克爾·倫茨(USRA)、沃爾特·費默爾(KBWG.yle)、貝利·德斯羅徹(USRA)和NASA噴氣推進實驗室)
在表面上看，木衛二並不引人注目，它是一個有著迷人紅色斑塊的灰色和白色的世界。整顆衛星都被冰覆蓋著，下面隱藏著一片海洋。海洋與地下岩石層的相互作用或許可以為生命的進化提供一個避風港，尤其是當海洋中有從內部帶來熱量噴口的時候。
自2012年以來，哈勃望遠鏡已經發現了月球在地球和木星之間運行時發生爆炸的幾個跡象。在一些軌跡中，來自木星的光被月球表面的蒸汽阻擋了。
木衛二並不是第一個已知的有爆炸羽狀物的衛星。土星的衛星恩克拉多斯以其南極的“虎紋”裂縫中噴出物質而聞名。美國國家航空航天局的卡西尼號探測器飛行通過了一次火山噴發，獲取到了這種物質的樣本。
當NASA的木衛二快船於本世紀30年代抵達月球時，它將為羽流現象做出更好的準備。探測器將攜帶用於行星探測/木衛二(MASPEX)的質譜儀，它將收集月球周圍的氣體並分析任何可能釋放到太空中的羽狀物質。為了做到這一點，宇宙飛船必須飛過物質被釋放的區域。在航天器到達之前確定這些區域將使這一過程更加容易。
一位藝術家描繪了水狀羽毛從木衛一的衛星歐羅巴的冰冷海洋中噴發的情景。(圖片來源:美國宇航局概念圖像實驗室-邁克爾·倫茨(USRA)，沃爾特·費莫(KBRwyle)，貝利·德斯羅徹(USRA) &美國宇航局噴氣推進實驗室)
申克利用這三次任務生成的地圖，繪製出了新的地圖，揭示了火星表面是如何隨時間演變的。變化的特徵將以更大的暗或亮的特徵出現，與月球上靜止不變的地貌截然不同。但新的地圖顯示，在地表30英里(50公里)以上的地方沒有重大變化。
Schenk 專門探測了待測的羽流點，這些探測點的辨別基於木衛二上曾經被羽流撞擊的區域。但由哈勃望遠鏡觀測到的南極點傳來的圖像數據寥寥，且沒有可見的明顯特徵。
根據Schenk在他發表在《天體物理通訊雜誌》的論文可得知“如果木衛二的羽流是僅以蒸汽態形式存在的’看不見的羽流’，那它或許並不會在當前成像上形成明顯的沉積物，但水蒸氣進入太空後無法凝結成微粒這種現象卻難以得到解釋”
被排入粒子的與木衛二表面的粒子在大小上的差距應該是截然不同的，儘管它們只是零星地分佈在木衛二表面，這些差距也足以被航天器探測出來。然而，如果這些隱形羽流是常態，那麼我們可能需要用到中紅外或紫外測圖光譜法去探測它們。 加密芯片} 將攜帶一個對紫外波段敏感的數碼相機，或許可以探測其軌跡。
木衛二的混沌
為人所知的的木衛二的混沌地形這樣的不明朗的區域或許有產生短期羽流的可能性，並且隱藏了它們的蹤跡。月球表面遍佈著數不清的混沌區，以及冰穹和冰山狀的塊體。由於表面冰層的底層被木星和木衛二間潮汐作用所加熱，表面的冰層會彎曲起皺併發生壓力性斷裂。頂端的冰層會變得脆弱，外殼會彎曲變形並沉落，以此形成巨大的冰川狀的塊體。
Schenk認為這些劇烈的板塊活動可能表明在短時間內有液態水會存在於木衛二表面。而水可能氣化後形成水蒸氣結晶體的局部羽流。而在這些地形旁的微弱的跡象可能就是這些羽流所留下的足跡。
Schenk說：“我們或許將會以 幾千米的尺度 觀察到這個現象——以黑色光環的形式環繞著某些混沌地勢，但目前還不能下定論。”
當然，還存在另一種可能性——許多的裂縫在木衛二表面延伸600英里（相當於1000公里）將可能會排出物質。有些裂縫會有兩翼，邊際上覆蓋著帶有多達6英里（10公里）長的褐紅色物質。之前有研究表明，沿兩翼的亮紅色物質可能是由裂縫的爆炸噴發引起的，這像極了和土衛二上的沿雙脊的中央溝所噴發的水蒸氣。
哈勃空間望遠鏡分別於2014年與2016年捕捉到木衛二的羽狀物圖象，它們均來自衛星的同一個部分。（圖片來源：美國國家航空航天局/歐洲航天局/W.Sparks（研究所）/美國地質勘探局天體地質學研究中心）
“如果木衛二雙脊兩側的暗紅色物質是由像土衛二上的羽狀物噴發引起的，那場面一定很壯觀。”申克說。在噴發時，雙脊會沿其長的大部分釋放物質，在每個山脊上方會形成由氣體和微粒構成的長幕狀電弧，有幾千米高，直上雲霄，不過它們不太可能同時爆炸。
“站在那裡，穿著太空服，看著這些景象沿著雙脊消失在視野中，那一定相當刺激。”申克說。
新的結果強調了衛星圖像的數量有限與質量低劣。木衛二快船計劃進行一次大規模的羽狀物活動搜尋，希望能取得更大的成功。在此之前，這些羽狀物可能仍然是個謎，申克說。
“無論木衛二上發生了什麼，我們都還沒有弄清事情的真相。”
相關知識
木衛二，是環繞木星運行的四個伽利略衛星中最小的一個，也是已知的79顆木星衛星中離木星第六近的衛星。它也是太陽系中第六大衛星。木衛二於1610年被伽利略·伽利雷·[1]發現，並以歐羅巴命名。歐羅巴是克里特島國王米諾斯的腓尼基人母親，也是宙斯（相當於希臘的羅馬神朱庇特）的情人。
木衛二比月球略小，主要由硅酸鹽岩石構成，有水冰外殼，可能還有鐵鎳核。木衛二表面大氣層非常稀薄，主要由氧氣構成。它的表面裂縫和條紋相間，但火山口相對較少。除了有地球上的望遠鏡觀測，木衛二還被一系列航天探測器近距離探測過，第一次是在20世紀70年代早期。
作者：Nola Taylor Redd
FY：Astronomical volunteer team
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