美国宇航局朱诺号宇宙飞船上的朱诺相机可见光相机拍摄的图像支持了这一理论,即木星卫星木卫二南北两极的冰壳已不再是原来的位置。航天器的恒星参考单元(SRU)拍摄的另一张冰冷卫星的高分辨率照片揭示了可能存在羽流活动的迹象,以及冰壳破裂的区域,那里的盐水最近可能冒泡到地表。

宇航局的朱诺号提供了欧罗巴冰壳的高清视图

2022年9月29日,朱诺号飞越了木卫二最近的一次,距离木卫二冰冻表面不到220英里(355公里)。JunoCam拍摄的四张照片和SRU拍摄的一张是自2000年伽利略最后一次飞越木卫二以来第一张高分辨率的图像。

真正的极地漫游

朱诺号在木卫二上空的地面轨迹允许在月球赤道附近进行成像。在分析数据时,JunoCam团队发现,除了预期的冰块、冰墙、陡坡、山脊和海槽外,相机还捕捉到了不规则分布的12至31英里(20至50公里)宽的陡壁洼地。它们类似于先前在木卫二其他地点的图像中发现的大型卵形坑。

人们认为木卫二冰冷的外部下方存在着巨大的海洋,这些表面特征与“真正的极地漂移”有关,这一理论认为木卫二的外冰壳本质上是自由漂浮和移动的。

“如果木卫二的冰壳与其岩石内部脱钩,就会发生真正的极地漂移,导致壳上的应力水平很高,从而导致可预测的断裂模式,”朱诺号联合研究员、行星望远镜朱诺相机规划负责人坎迪·汉森说。亚利桑那州图森市的科学研究所。“这是第一次在南半球绘制这些断裂模式,这表明真正的极地漂移对木卫二表面地质的影响比之前发现的更广泛。”

高分辨率的JunoCam图像还被用来对欧罗巴地图上以前突出的地表特征进行重新分类。

“格温火山口已经不复存在了,”汉森说。“曾经被认为是一个13英里宽的撞击坑——木卫二上为数不多的有记录的撞击坑之一——朱诺相机数据显示,格温是一组相交的山脊,形成了椭圆形的阴影。”

这张来自朱诺号SRU的木卫二表面带注释的图像显示了东西走向的双脊的位置(蓝色框),可能存在羽状污点,以及团队称之为“鸭嘴兽”(橙色框)的混乱特征。这些特征暗示了当前的表面活动以及冰冷的木星卫星上存在地下液态水。图片来源:NASA/JPL-Caltech/SwRI

鸭嘴兽

尽管朱诺号的所有五张欧罗巴图像都是高分辨率的,但来自航天器黑白SRU的图像提供了最多的细节。SRU设计用于检测暗星以用于导航目的,对弱光敏感。为了避免图像中的过度照明,研究小组使用相机拍摄了木卫二的夜面,而木卫二仅被木星散射的阳光照亮(这种现象称为“木星闪耀”)。

这种创新的成像方法使复杂的表面特征脱颖而出,揭示了由潜在的水蒸气羽流形成的交叉脊线和深色污点的复杂网络。有一个有趣的特征,面积为23英里x42英里(37公里x67公里),因其形状而被团队昵称为“鸭嘴兽”。

鸭嘴兽的特点是混乱的地形、小丘、突出的山脊和深红棕色的物质,是其附近最年轻的特征。它的北部“躯干”和南部“喙”通过断裂的“颈部”结构连接起来,用含有大量0.6至4.3英里(1至7公里)宽的冰块的块状基质材料中断了周围的地形。山脊结构塌陷到鸭嘴兽边缘的特征中。

对于朱诺号团队来说,这些构造支持了这样的想法,即木卫二的冰壳可能会在地表以下存在来自地下海洋的咸水的地方消失。

鸭嘴兽以北约31英里(50公里)处有一组双山脊,两侧有深色斑点,与木卫二其他地方发现的特征相似,科学家推测这些斑点是低温火山羽沉积物。

“这些特征暗示了欧罗巴目前的地表活动和地下液态水的存在,”美国宇航局南加州喷气推进实验室SRU的首席联合研究员海蒂·贝克尔(HeidiBecker)说,该实验室也管理着这项任务。“SRU的图像是特定地点的高质量基线,NASA的EuropaClipper任务和ESA(欧洲航天局)的Juice任务可以瞄准寻找变化和盐水的迹象。”

木卫二快艇的重点是木卫二,包括调查这颗冰冷的卫星是否具备适合生命存在的条件。它计划于2024年秋季发射,并于2030年抵达木星。Juice(木星冰卫星探测器)于2023年4月14日发射。欧空局任务将于2031年7月抵达木星,研究许多目标(木星的三颗大型冰卫星),以及炽热的木卫一和较小的卫星,以及行星的大气层、磁层和光环),特别关注木卫三。

朱诺号于5月12日执行了第61次近距离飞越木星。其第62次飞越木星定于6月13日进行,其中包括在高度约18,200英里(29,300公里)的木卫一飞越。