紫台专家解剖“木卫二”:166公里厚冰水层中可能有生命 >> 阅读
紫台专家解剖“木卫二”:166公里厚冰水层中可能有生命
未来国外探测器将穿过冰层裂缝,到“备用地球”的海洋里一探究竟
十多年来,科学家们对木卫二兴趣有增无减,原因是他们怀疑木卫二很可能有生命存在。作为地球的“备用”星球之一,木卫二也有蔚蓝的大海,只是它的“陆地”被厚厚的冰层代替。
木卫二的内部结构怎么样?它有着什么样的神秘面纱?经过半年多的研究,中科院紫金山天文台研究员季江徽与其博士生晋升,重建了木卫二的结构模型,提出木卫二具有核、幔、壳层圈结构,内核可能由铁(Fe)和硫化亚铁(FeS)的混合体组成,并测算出木卫二外部的冰水层可能厚达166公里。
整个行星是如何组成的?
外部冰水层达166
公里
木卫二和地球一样是层圈结构,最中间是固体核,而后是幔,最外面是壳。
季江徽说,依据伽利略探测器对木卫二引力场的测量,相关研究者给出了木卫二的内部结构模型——由内核、硅酸盐幔和外部的冰水壳层组成。
有科学家认为,木卫二的内核可能由铁核组成,还有科学家认为由硫化亚铁组成。
“我们提出了一种新想法,或许木卫二的内核是由铁和硫化亚铁混合体共同组成的。”季江徽说。
季江徽的团队对木卫二的内部结构进行了重新建模研究。“木卫二的质量、体积、大小都是已知的,那么就可以推算出木卫二的平均密度,从而建立模型。而后,通过质量方程、静力学方程物态方程等,对压力、密度等基本物理参数进行演算,可以计算出,模型的半径和实际上木卫二的半径是否吻合。”
通过半年多的精密计算,季江徽的团队得出在这个混合内核模型中,内核半径为571公里,硅酸盐幔厚达832公里,外部液态冰水层厚达166公里 (与木卫二半径1569公里基本吻合)。
据了解,核、幔和冰水层所占的质量比分别为12%、78%和10%。与完全铁质内核的模型相比,液态冰水层所占的质量的比例高了2%左右。
神奇行星
观测不到陨石坑
还有“冰火山”喷发
“木卫二是木星的第四大卫星,比月球稍小一些。是伽利略于1610年发现的四颗卫星之一,离木星第二近,两者相距约67万公里。”哈勃望远镜观测认为 ,木卫二有一个含氧的稀薄大气层。要知道,太阳系中拥有大气的卫星并不多,比如土卫六、木卫一、木卫二、木卫三和海卫一等。而木卫二的秘密,可远不止这些。
据美国国家宇航局“伽利略”号探测器观测发现,木卫二表面有很多弯曲的褐色条纹,就像茶叶蛋表面的裂缝一样。让科学家们感到好奇的是,除了一串串条纹外,木卫二表面光滑得很,看不出什么被陨石撞击过的痕迹。
“你看月球有很多陨石坑,地球上也有很多陨石坑,木卫二作为太阳系的成员之一,肯定被飞来的小行星砸过,但这些伤痕,为何探测器观测不到?很有可能是因为木卫二有液态水。”季江徽说,撞击之后,木卫二内的水能很快补充上来,覆盖陨石坑。“所以,过了一段时间,这些陨石坑迹就被自动‘修复’了,然后又变成冰,被覆盖了。”
那么,是什么力量,让木卫二的冰变成了水?
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