木衛(wèi)二是木星的四顆伽利略衛(wèi)星之一，英文名叫做Europa（歐羅巴）。它是木星第四、太陽(yáng)系第六大的衛(wèi)星，直徑有3138公里。雖然早在400多年前就被伽利略發(fā)現(xiàn)了，但是直到近些年來，科學(xué)家們才意識(shí)到它有多么與眾不同。這顆表面斑駁、似乎不太起眼的衛(wèi)星，可能是太陽(yáng)系最宜居的天體之一。

在木衛(wèi)二的表面，溫度最高只有-163℃，最低甚至不足-200℃，冰冷的環(huán)境不允許任何生命存在。然而，在它的表面之下，卻極有可能隱藏著巨大的液態(tài)海洋。科學(xué)家推測(cè)，這個(gè)海洋的深度可達(dá)100公里，是地球最深的馬里亞納海溝的10倍，其水資源儲(chǔ)量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了地球。

水是生命出現(xiàn)的基礎(chǔ)，尤其是液態(tài)水，為生命化學(xué)提供了反應(yīng)環(huán)境。地球最早的生命就是在海洋中形成的，我們有理由思考木衛(wèi)二的地下海洋里是否有生命存在。那么，木衛(wèi)二表面如此寒冷，為何能在地下?lián)碛羞@樣一個(gè)巨大的液態(tài)海洋呢？

原來，木衛(wèi)二的公轉(zhuǎn)模式非常特殊，這是它擁有液態(tài)海洋的重要原因。在四顆伽利略衛(wèi)星中，木衛(wèi)一，木衛(wèi)二和木衛(wèi)三這三顆衛(wèi)星形成了軌道共振，三者的公轉(zhuǎn)周期達(dá)到了1:2:4的比例。在其他幾顆衛(wèi)星公轉(zhuǎn)的過程中，它們以及木星的相對(duì)位置不斷發(fā)生變化，引力的波動(dòng)導(dǎo)致木衛(wèi)二地下的水也反復(fù)運(yùn)動(dòng)，這種動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，就讓水一直保持液態(tài)了。

有了液態(tài)水，就有了生命形成的基礎(chǔ)，讓科學(xué)家們對(duì)木衛(wèi)二上能否孕育生命的話題起了好奇心。雖說這里沒有陽(yáng)光提供能量，但科學(xué)家已經(jīng)證明，生命的能量來源不一定是太陽(yáng)光，也可能是海底熱液以及一些化學(xué)元素。也就是說，木衛(wèi)二是完全具備孕育生命的基礎(chǔ)的。

除了海洋之外，還有一個(gè)因素對(duì)于生命來說非常重要，那就是大氣層。大氣層可以提供呼吸的氣體，也可以抵御一些宇宙射線，保證生命的安全。所以，在發(fā)現(xiàn)了木衛(wèi)二地下海洋的同時(shí)，科學(xué)家們也在尋找著木衛(wèi)二的大氣層。

對(duì)于這個(gè)問題，科學(xué)家們一直比較樂觀。2013年的時(shí)候，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了木衛(wèi)二表面高達(dá)100公里的巨大“間歇泉”，地下的液態(tài)水沖破地表噴發(fā)出來，濺在了衛(wèi)星的表面，凝結(jié)成了寒冰。這形成了木衛(wèi)二地下海洋存在的證據(jù)的同時(shí)，也給了科學(xué)家一個(gè)猜想：有一部分水分子或許有希望以水蒸氣的形式殘留在木衛(wèi)二上空，形成一個(gè)稀薄的大氣層。

雖然態(tài)度比較樂觀，但觀測(cè)結(jié)果卻令人遺憾。在接下來的17次觀測(cè)中，科學(xué)家們僅僅有1次真的觀測(cè)到了水蒸氣。這個(gè)結(jié)果告訴我們：木衛(wèi)二的大氣層只是偶爾在極短暫的時(shí)間內(nèi)存在，然后就會(huì)消失。

難道木衛(wèi)二就真的沒有長(zhǎng)期存在的大氣層嗎？

最近的一項(xiàng)研究告訴我們：情況并非如此，木衛(wèi)二的大氣層始終存在，但卻過于特殊，以至于我們一直沒有發(fā)現(xiàn)！

瑞典皇家理工學(xué)院的Lorenz Roth博士最近在《地球物理研究快報(bào)》上發(fā)表了自己的最新研究成果，利用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)結(jié)果，他發(fā)現(xiàn)了詭異的木衛(wèi)二大氣層。說它詭異，是因?yàn)檫@個(gè)大氣層并不是全球性的，而是只存在于木衛(wèi)二的一個(gè)半球，或者說只有一側(cè)的大氣層足以被哈勃望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到。

這是怎么回事呢？

原來，由于距離木星比較近，木衛(wèi)二已經(jīng)在木星強(qiáng)大的引力下被潮汐鎖定，這和月球只有一面朝向地球是一樣的原理。也就是說，木衛(wèi)二永遠(yuǎn)都只有一面能夠朝向木星。這意味著，以木衛(wèi)二的前進(jìn)方向來判斷，它有一個(gè)“前面”和一個(gè)“后面”。

而這個(gè)由水蒸氣形成的大氣層，始終存在于木衛(wèi)二的“后面”。

從1999年到2015年期間，哈勃望遠(yuǎn)鏡曾經(jīng)多次觀測(cè)木衛(wèi)二。有了這幾次觀測(cè)數(shù)據(jù)，Roth博士通過遠(yuǎn)紫外觀測(cè)和光譜數(shù)據(jù)的結(jié)合，發(fā)現(xiàn)了這個(gè)尾隨著木衛(wèi)二的大氣層。另外，通過木衛(wèi)二上發(fā)生日食時(shí)的觀測(cè)，也證明了這一點(diǎn)。

不僅如此，利用相同的方法，他還發(fā)現(xiàn)了木星的另一顆衛(wèi)星——木衛(wèi)三也具有類似的大氣層。而且，木衛(wèi)三也有一個(gè)地下的液態(tài)海洋，水資源儲(chǔ)量同樣非常大。

相比之下，木衛(wèi)二上的大氣層存在更令人感到意外，因?yàn)樗谋砻鏈囟纫饶拘l(wèi)三更低。為什么呢？因?yàn)槟拘l(wèi)三表面顏色更深一些，所以雖然和太陽(yáng)的距離幾乎相同，但木衛(wèi)三能夠吸收更多的熱量，于是表面溫度也就比木衛(wèi)二高了差不多35℃，更容易存在水蒸氣。

這次發(fā)現(xiàn)也證實(shí)了此前的一項(xiàng)研究，有科學(xué)家曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)木衛(wèi)二大氣中分子氧比原子氧多了30-50倍。不過，木衛(wèi)二的這個(gè)大氣層極其稀薄，因?yàn)檫@整個(gè)半球的水蒸氣總量，也只有地球大氣層中水蒸氣的1/10億左右。

至于為什么木衛(wèi)二的大氣層只存在于它的“前面”，Roth還沒有確定?；蛟S是因?yàn)樗摹昂竺妗北取扒懊妗鳖伾?，溫度高一點(diǎn)。但他本人對(duì)這個(gè)猜測(cè)也有比較大的質(zhì)疑，他認(rèn)為這種差別不足以解釋大氣層只存在于一個(gè)半球的現(xiàn)象。

這個(gè)問題，或許在幾年后能夠得到解答。2024年，美國(guó)將會(huì)發(fā)射歐羅巴快船號(hào)探測(cè)器，專門去研究木衛(wèi)二，這也可以看出來木衛(wèi)二在科學(xué)家心中的地位?？雌饋?，這顆衛(wèi)星真的非常有希望孕育生命，至于它能否擔(dān)當(dāng)?shù)闷鹂茖W(xué)家的那份信任，就要看未來的探測(cè)結(jié)果了。

——來源：姿勢(shì)分子knowledge