哈勃在欧罗巴的后半球发现了水蒸气

NASA/ESA哈勃太空望远镜在远紫外光下对木星冰冷卫星的观测过去曾被用于探测其稀薄大气中的分子氧。这个后果最近,对木星卫星木卫三的图像和光谱的分析表明,同样的观测结果也包含了除氧气外大气中还富含水蒸气的信息。KTH皇家理工学院的一位行星研究员现在对木星的卫星木卫二进行了同样的分析,并发现了水蒸气大气,但神秘的是,它仅位于冰冷的卫星尾部半球(月球始终与其运动方向相反的部分)上方。

木星冰冷的卫星木卫二的大气中存在水蒸气。图片来源:美国宇航局/欧空局/哈勃/J.达席尔瓦。

木星冰冷的卫星木卫二的大气中存在水蒸气。图片来源:美国宇航局/欧空局/哈勃/J.达席尔瓦。

木卫二拥有一种稀薄的大气,人们认为它的水冰表面不断受到侵蚀而得到补充。

束缚大气中的主要物种预计是分子氧(O2.),氢(H2.),及水(H2.O) 。

哈勃在20世纪90年代拍摄的木卫二远紫外光谱提供了这种大气的第一个证据。

“对木卫三和木卫二尾部水汽的新观测推进了我们对结冰卫星大气的理解,”KTH皇家技术研究所研究员洛伦兹·罗斯博士说。

“检测稳定的H2.木卫二的O丰度令人惊讶,因为其表面温度很低。”

为了实现这一发现,罗斯博士深入研究了哈勃的档案数据集,选择了1999年、2012年、2014年和2015年对木卫二的紫外线观测,当时月球处于不同的轨道位置。

这些观察都是带着怀疑的心情进行的哈勃太空望远镜成像光谱仪(性传播感染)。

紫外STIS观测使这位科学家能够确定木卫二大气中氧的丰度——水的成分之一,并通过解释不同波长的辐射强度,他能够推断水蒸气的存在。

以前在木卫二上观测到的水蒸气与通过冰爆发的瞬时羽流有关。

在这些羽流研究中看到的现象显然是大气中的瞬时不均匀性或斑点。

然而,新的结果显示,在1999年至2015年的观测中,在更大的区域内存在类似数量的水蒸气。

这表明木卫二的后半球长期存在水蒸气大气。

在前半球,哈勃的数据与遍布月球圆盘的纯氧大气一致。

罗斯博士说:“这一结果为基于即将进行的木星卫星任务的未来科学奠定了基础。”。

“在JUICE和Europa Clipper等未来航天器抵达之前,我们对这些冰卫星了解得越多,就越能更好地利用我们在木星系统内有限的观测时间。”

这个调查结果都发表在杂志上了地球物理研究通讯.

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洛伦兹·罗斯,一个稳定的H2.从HST图像看,木卫二尾随半球的大气层。地球物理研究通讯,于2021年9月13日在线发布;内政部:10.1029/2021GL094289

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