科學(xué)家們?cè)谀拘l(wèi)二上發(fā)現(xiàn)了什么？

近日，在美國(guó)天文學(xué)會(huì)（AAS）第248次會(huì)議上，一項(xiàng)歷時(shí)13年的重磅研究成果正式公布。天文學(xué)家們完成了迄今為止對(duì)木衛(wèi)二（Europa） 最全面的無(wú)線(xiàn)電研究，不僅印證了我們之前的推測(cè)，更帶來(lái)了全新的科學(xué)洞察。

01

—跨越十三年的“無(wú)線(xiàn)電研究”

作為太陽(yáng)系最大的行星，木星擁有101顆衛(wèi)星（未來(lái)可能還會(huì)增加）。但在科學(xué)家眼中，木衛(wèi)二（Europa）、木衛(wèi)三（Ganymede）和木衛(wèi)四（Callisto）才是真正的“明星”。因?yàn)檠芯咳藛T強(qiáng)烈懷疑，在它們厚厚的冰殼之下，隱藏著巨大的地下海洋，這意味著那里可能存在生命。

然而，僅憑肉眼或光學(xué)望遠(yuǎn)鏡觀察地表的地質(zhì)特征，很難窺探到冰層深處的秘密。

“無(wú)線(xiàn)電波可以穿透冰層，并帶回有關(guān)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和純度的信息。” —— Tunhui Xie，加州大學(xué)洛杉磯分校博士生

為了看透木衛(wèi)二，科學(xué)家們?cè)?strong>2011年至2024年期間，整整花了13年時(shí)間，不斷向木衛(wèi)二發(fā)射雷達(dá)信號(hào)并接收回波。雖然在上世紀(jì)80至90年代也曾有過(guò)重大雷達(dá)研究，但這次的最新觀測(cè)數(shù)量更龐大、覆蓋的木衛(wèi)二自轉(zhuǎn)相位也更全面。

02

—核心發(fā)現(xiàn)：一塊極其純凈的“大冰塊”

通過(guò)分析這13年的雷達(dá)數(shù)據(jù)，科學(xué)團(tuán)隊(duì)有了兩項(xiàng)突破性的發(fā)現(xiàn)：

1. 超高的雷達(dá)反射率（Radar Albedo）

數(shù)據(jù)顯示，木衛(wèi)二的雷達(dá)反射率遠(yuǎn)高于普通的行星和巖石世界。它散射雷達(dá)信號(hào)的方式非常奇特。美國(guó)國(guó)家無(wú)線(xiàn)電天文臺(tái)（NRAO）解釋道，這種現(xiàn)象是“干凈、多孔的冰層內(nèi)部發(fā)生多次散射的顯著特征”。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，木衛(wèi)二的冰殼不僅厚，而且非常純凈。

2. 穩(wěn)定的“亮度”與更透明的冰層

研究團(tuán)隊(duì)還確認(rèn)，無(wú)論發(fā)射器、木衛(wèi)二和接收器之間的觀測(cè)角度如何變化，木衛(wèi)二的雷達(dá)亮度都保持得相對(duì)穩(wěn)定。

這一特性至關(guān)重要：它讓科學(xué)家們能夠重新推算出木衛(wèi)二冰層的透明度上限。換句話(huà)說(shuō)，我們現(xiàn)在知道了無(wú)線(xiàn)電望遠(yuǎn)鏡到底能“看”到多深的地下。

03

—承上啟下：為未來(lái)的太空探測(cè)“探路”

項(xiàng)耗時(shí)13年的地基研究，絕不僅僅是紙上談兵。它將直接造福正在路上的星際探測(cè)器。

目前，NASA的“歐羅巴快船” （Europa Clipper）和歐洲航天局（ESA）的“果汁號(hào)”（Juice）探測(cè)器正日夜兼程，飛往這片充滿(mǎn)希望的木星衛(wèi)星家族。

有了這項(xiàng)最新的“冰層透明度指南”，未來(lái)的探測(cè)任務(wù)將能夠更精準(zhǔn)地調(diào)整雷達(dá)設(shè)備，從而在飛掠木衛(wèi)二的有限時(shí)間內(nèi)，獲取最硬核、最深層的地下海洋數(shù)據(jù)。

參考

[1]https://science.nasa.gov/jupiter/jupiter-moons/

[2] https://public.nrao.edu/news/gbt-europa-radar/

[3] https://gizmodo.com/scientists-spent-13-years-bouncing-radar-off-europa-heres-what-they-found-2000773879