這可能是太陽系內(nèi)及以外冰體得趨勢。

作為太陽系最大得衛(wèi)星，木衛(wèi)三由美國航天局旅行者2號太空航天器于1979年7月7日發(fā)現(xiàn)。這顆衛(wèi)星距離地球約745000英里（120萬千米）。

一項新的研究發(fā)現(xiàn)，天文學家首次在這顆太陽系最大的衛(wèi)星木衛(wèi)三的淺薄空氣層檢測到水蒸氣。

研究人員表示，這一發(fā)現(xiàn)說明，在太陽系內(nèi)及以外空間中存在的冰體上空可能也包裹著類似的水狀大氣。

木衛(wèi)三的體積比水星和冥王星還要大，僅比火星稍微小一些。此前有研究表示，木衛(wèi)三或許蘊含著比地球海洋總量還多的水資源，但是木星衛(wèi)星溫度非常低，即使存在水資源，其表面的水也會凍成堅硬的冰塊。只有在距離地殼100英里（160千米）以下的區(qū)域才可能存在流動水。

圖片：木衛(wèi)三，木星最大的衛(wèi)星

此前有研究表明，木衛(wèi)三表面的冰層或許能夠跳過流動形態(tài)，直接從冰體轉(zhuǎn)化為氣體，而這一水蒸氣則成了這一巨大衛(wèi)星上空薄薄的大氣的一部分。遺憾的是，這一理論直到現(xiàn)在才得以證明。

在這一新研究成果中，研究人員分析了美國航天局哈勃望遠鏡獲取的關(guān)于木衛(wèi)三的新老數(shù)據(jù)。1998年，哈勃望遠鏡首次捕獲木衛(wèi)三的紫外線圖像，包括木衛(wèi)三版的極光，類似地球上的南北半球上的極光，極光中彩色的電氣絲帶則證明了木衛(wèi)三上空存在弱磁場。

在極光帶中檢測到的紫外線信號顯示出大氣中存在氧分子。這些氧分子由2個氧原子構(gòu)成，而氧原子則是帶電粒子侵蝕木衛(wèi)三表面的冰層后形成。但是，一些紫外線釋放物并不與純粹的氧氣相匹配。此前研究認為，這些不一致與原子氧，即單個氧原子有關(guān)。

作為支撐美國航天局朱諾號木星任務(wù)的大型觀測項目之一，研究人員希望借助哈勃望遠鏡測量出木衛(wèi)三大氣層中氧原子總量。出人意料的是，他們并未在木衛(wèi)三大氣中發(fā)現(xiàn)任何氧原子，這表明，一定有其他原因能夠解釋早期發(fā)現(xiàn)的紫外線信號。

科學家關(guān)注到木衛(wèi)三表層巨大的溫度變化。白天，木衛(wèi)三赤道區(qū)域正午時的溫度能夠達到-190華氏溫度（約-123攝氏度），而在晚上則達到-315華氏溫度（-193攝氏度）。在木衛(wèi)三最熱的區(qū)域，冰層可能會快速升溫并且直接轉(zhuǎn)化為水蒸氣。他們注意到，根據(jù)這一氣候條件，木衛(wèi)三紫外線圖像之間的差異能夠準確顯示出哪部分大氣區(qū)域會產(chǎn)生水。

此項研究的第一作者洛倫茨.羅斯（Lorenz Roth）瑞典皇家理工學院的行星科學家，他告訴記者：“大氣中的水蒸氣區(qū)域與我們的數(shù)據(jù)非常匹配。”

此前研究木衛(wèi)三大氣中的水蒸氣的研究之所以失敗，主要是因為氧分子中的紫外線信號非常強，羅斯表示：“這導致研究人員很難從這些更強的氧分子信號中發(fā)現(xiàn)其他信號。這一發(fā)現(xiàn)表明，太陽系中冰體的大氣中確實存在水蒸氣，我們現(xiàn)在或許能夠在更多的星球上發(fā)現(xiàn)它們?！?/p>

科學家將他們的這些研究成果發(fā)表在了自然天文雜志網(wǎng)絡(luò)版。

相關(guān)知識

木衛(wèi)三又稱為“蓋尼米德”[9]（Ganymede，Γανυμ?δη?），是圍繞木星運轉(zhuǎn)的一顆衛(wèi)星[10]，公轉(zhuǎn)周期約為7天。按距離木星從近到遠排序，木衛(wèi)三在木星的所有衛(wèi)星中排第七，在伽利略衛(wèi)星中排第三。它與木衛(wèi)二及木衛(wèi)一保持著1:2:4的軌道共振關(guān)系。木衛(wèi)三是太陽系中最大的衛(wèi)星，其直徑大于水星，而質(zhì)量約為水星的一半。

木衛(wèi)三主要由硅酸鹽巖石和冰體構(gòu)成，星體分層明顯，擁有一個富鐵的、流動性的內(nèi)核。人們推測在木衛(wèi)三表面之下200公里處存在一個被夾在兩層冰體之間的咸水海洋。[12]木衛(wèi)三表面存在兩種主要地形。其中較暗的地區(qū)約占星體總面積的三分之一，其間密布著撞擊坑，地質(zhì)年齡估計有40億年之久；其余地區(qū)較為明亮，縱橫交錯著大量的槽溝和山脊，其地質(zhì)年齡較前者稍小。明亮地區(qū)的破碎地質(zhì)構(gòu)造的產(chǎn)生原因至今仍是一個謎，有可能是潮汐熱所導致的構(gòu)造活動造成的。

BY: Charles Q. Choi

FY: 秋

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