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冰雪覆蓋的木衛歐羅巴，因何如此令人神往？答案使人好奇
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2022年7月19日 -
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研究發現木衛歐羅巴的表面冰層確在微微發光
一項新的研究提出，由於木星磁場的掃射，會讓木衛二的冰面發出不同於太陽系中的任何光。盡管目前我們還不能觀察到這種光，但研究小組在實驗室中模擬了這種光的產生。
木衛歐羅巴，這顆遙遠太空中冰雪覆蓋的星球。它如此令人著迷，不僅僅因為它是已知的近80顆木星衛星之一，更重要的是星球本身擁有的、非同一般的東西。
科學家推測，在歐羅巴表面的冰層之下，藏著一個巨大的海洋：豐富的儲水使它成為太陽系最有希望存在生命的一個星球。
然而最新的研究表明，歐羅巴上閃耀的並非只是可能存在生命的希望之光，還有其他的原因令它熠熠生輝——它是一顆真正意義上在黑暗裏微微發光的衛星。
物理學家墨菲•穀迪帕蒂領導的、成員來自加州理工大學和NASA噴氣推進實驗室的研究小組進行的一項最新研究認為，來自木星磁場的輻射與歐羅巴冰層裏的化學物質產生反應，可能是誘發這一發光現象的原因。
“由於木星強大的磁場作用，歐羅巴表面的帶電粒子持續高度活躍的狀態。” 研究小組在他們的報告中解釋說。
“這些包括電子在內的高能帶電粒子與星球表層大量富含鹽分的冰層相互作用，發生了複雜的物理反應和化學反應。”
因為缺乏對星球表面冰層的化學成分的充分了解，我們尚不清楚這些反應是如何進行的。而且到目前為止，無論夏威夷的凱克天文台還是哈勃太空望遠鏡都沒有觀測到這個理論上存在的發光現象。
但在未來十年裏，當NASA的“歐羅巴快帆飛船”前往探訪這顆衛星時，我們將有機會近距離目睹這一被稱作“電致發光”的景觀。
現階段我們也可以在地球上模擬歐羅巴上的冰層和木星的高能電子射線，從而再現整個反應的過程。
古迪帕蒂帶領的研究小組在NASA的噴氣推進實驗室裏進行了一系列的實驗，他們用水凝結成冰，在鋁管裏把這些冰冷卻到開氏100度（即攝氏零下173.15度，或華氏零下279.67度），並把它們暴露在電子脈沖的輻射下。
光照、微光和黑暗條件下冰核受輻射發出可見光（圖片來源：古迪帕蒂等，選自2020年《自然天文學》期刊）
此時冰核發出閃光，而閃光的強度取決於結冰的水裏含有何種化學物質。
“我們模擬歐羅巴的冰層在高能電子射線的照射下，發出了可見光範圍內特定譜段的光。”研究人員在報告中寫道。
“實驗發現，發光的強度會由於水裏存在氯化鈉和碳酸鹽而被大大降低，另一方面瀉鹽（含水硫酸鎂）的存在則會增加發光的強度。”
該項研究的結果證實了一個無比誘人的猜測，即在我們無法觀測到的遠方，木衛歐羅巴一直在散發著微光。除此之外，研究的結果也為我們研究這顆冰雪星球指出了新的方法。
具體來說，利用歐羅巴快帆飛船的成像系統，我們可以從50公裏（30英裏）高空的衛星軌道上觀測星球的發光現象。通過進行光譜分析，我們可以從它的冰層裏辨別出純水以外的其他化學物質，而這將進一步揭示歐羅巴冰層的化學構成。
這項新的研究技術不僅有助於未來對歐羅巴的研究，它還為研究木星的其他衛星（如艾奧和蓋尼米得）開辟了新思路，不過研究人員最終不得不承認，歐羅巴上發生的如此奇妙的現象很可能是獨此一家、無可複制的。
因此研究小組做出如下結論：“由於木衛歐羅巴表面獨一無二的輻射環境，以及它在地質上和構成上的獨特性，導致了極其特殊的、在整個太陽系都找不到與此相似的發光現象。”
BY: PETER DOCKRILL
FY: Renee
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