SwRI的科学家们第一次使用木星极光分布实验(JADE)仪器明确地探测到木星最大的卫星之一欧罗巴大气中的氧和氢。美国宇航局的朱诺号宇宙飞船在2022年飞越木卫二时，使用了swri开发的仪器进行了测量。来源:美国国家航空航天局/姓名
美国宇航局的朱诺号宇宙飞船提供了关于木卫二大气中带电粒子的关键数据，揭示了其支持生命的潜力。这项研究包括对氧和氢的现场测量，为木卫二的环境带来了新的认识nmental有限公司条件及其地下海洋的可居住性。
美国宇航局的朱诺号宇宙飞船直接测量了木星最大的卫星之一木卫二大气中的带电氧和氢分子。根据SwRI科学家共同撰写并由普林斯顿大学领导的一项新研究，这些观察结果为其地下海洋的潜在氧化提供了关键限制。
“这些发现对木卫二的潜在宜居性有直接的影响，”朱诺号的首席研究员、SwRI的斯科特·博尔顿博士说，他是这项研究的合著者。“这项研究首次对木卫二大气中存在的水成分进行了直接的原位测量，为我们提供了一个可以支持宜居性的狭窄范围。”
朱诺号的木卫二探测器
2022年，朱诺号完成了对木卫二的飞越，距离月球最近352公里。朱诺号上搭载的swri开发的木星极光分布实验(JADE)仪器检测到大量带电分子氧和氢从大气中消失。
“这是我们第一次能够通过现场测量明确地探测到氢和氧，并进一步证实木卫二的大气主要由氢和氧分子组成，”SwRI的工作人员科学家和合著者罗伯特·埃伯特博士说。
这幅插图显示了来自木星的带电粒子撞击木卫二表面，将冰冻的水分子分裂成氧分子和氢分子。科学家们认为，这些新产生的氧气中的一些可能会迁移到月球的地下海洋，如插图所示。来源:美国国家航空航天局/姓名/ SWRI / PU
这些分子的来源被认为是木卫二表面的水冰。木星强烈的辐射破坏了水的分子键，留下了氧和氢。较重的氧分子更多地局限于地表或近地表大气，而重量较轻的氢主要逃逸到大气中或大气层之外。冰中产生的氧气要么从大气中消失，要么被封存在地表。木卫二冰中保留的氧气可能会以一种可能的方式进入其地下海洋，作为代谢能量的来源。
木卫二的氧气生产及其意义
“木卫二的冰壳吸收辐射，保护下面的海洋。这种吸收也会在冰内产生氧气，所以在某种程度上，冰壳充当木卫二的肺，为海洋提供潜在的氧气来源，”普林斯顿大学研究学者、该研究的主要作者杰米·萨莱博士说。“我们对木卫二上的总氧气产量进行了严格的限制，目前约为每秒12公斤。在朱诺之前，先前的估计范围从每秒几公斤到每秒超过1000公斤。研究结果明确表明，氧气在地表持续产生，只是比我们预期的要低一点。”
“我们设计JADE来测量产生木星极光的带电粒子，”SwRI的工作人员科学家和合著者Frederic Allegrini博士说。“飞越木卫二并不是朱诺号的主要任务。JADE被设计用于在高辐射环境中工作，但不一定是木卫二的环境，因为木卫二经常受到高水平辐射的轰炸。尽管如此，乐器演奏得很好。”
SwRI的科学家们第一次使用木星极光分布实验(JADE)仪器明确地探测到木星最大的卫星之一欧罗巴大气中的氧和氢。美国宇航局的朱诺号宇宙飞船在2022年飞越木卫二时，使用了swri开发的仪器进行了测量。来源:NASA/喷气推进实验室/亚利桑那大学
新的测量有助于更好地了解木卫二及其环境，为更新、更精确的模型打开了大门。例如，这项研究对木卫二表面产生了多少氧气的新估计，可以为未来有关其地下海洋和潜在可居住性的研究提供信息。由于这些观测首次提供了木卫二附近带电粒子组成的测量，它们为研究卫星与环境的复杂相互作用提供了一个重要的新窗口。
埃伯特说:“木卫二是一个迷人的天体，因为科学家们相信它的内部存在液态海洋。”“水对生命的存在至关重要，可以在具有不同特征的物体内部或表面找到。木卫二是在太阳系中寻找水的好地方。”
有关这项研究的更多信息，请参见欧罗巴近距离飞行的令人惊讶的氧气洞察。
参考文献:《木卫二水冰表面解离产生氧气》，作者:J. R. Szalay, F. Allegrini, R. W. Ebert, F. Bagenal, S. J. Bolton, S. Fatemi, D. J. McComas, A. Pontoni, J. Saur, H. T. Smith, D. F. Strobel, S. D. Vance, A. Vorburger和R. J. Wilson，《自然天文学》，2024年3月4日。DOI: 10.1038 / s41550 - 024 - 02206 - x
