(影片來源:密西根大學)

(影片來源:NASA)

密西根大學氣候與太空科學及工程系華裔副教授賈先哲(Xianzhe Jia)的最新研究指出遙遠的木星第二顆衛星上面有水,解決天文物理太空學界長期的爭議。

一直受到科學界爭論的木星第二顆衛星「木衛二」(Europa)冰層下是否潛在巨大海洋,經賈先哲重新分析伽利略號太空船(Galileo)測得的磁場和等離子體(plasma)數據,並與哈柏天文望遠鏡(Hubble Space Telescope)拍攝圖片比對後,為木衛二確實存在液態水,提出最新有力證據。他表示,此報告將加速木衛二的研究進程,「最快七年,就能證明木衛二(Europa)是否適宜生物居住」。

由賈先哲主導的這份研究報告「由伽利略太空船的磁場和等離子體數據,證明木衛二存在羽流」(Evidence of a plume on Europa from Galileo magnetic and plasma wave signatures),14日發表在「自然天文學」(Nature Astronomy)期刊。

重大進展 NASA高度重視

這份報告,獲得美國太空總署(NASA)的高度重視,NASA噴射推進實驗室(Jet Propulsion Laboratory)「木衛二克利波太空船」(Europa Clipper project)負責科學家帕波拉多(Robert Pappalardo)說,「此研究結果,是木衛二的轉捩點,透過數據,使羽流的存在更加真實,而不再僅是遙遠影像的光點」。

羽流是指類似蒸汽的物質噴發到太空中,所形成的一種流體或水霧現象。帕波拉多表示,這一發現對預計在2022年發射的木衛二太空船「克利波」是大好消息,如果羽流確實從木衛二的海洋或地下湖噴出,屆時飛近的「克利波」可對其進行採樣,加速了解木衛二是否具有生命成分,「這是大事」。

賈先哲17日接受本報電話專訪表示,伽利略太空船曾在2014年、2016年公布所拍攝到的木衛二「羽流照片」,這兩次出現羽流的位置,分別在南極與赤道,不過,當時羽流並沒有引起太大矚目,去年4月,太空船公布最新照片,在赤道附近又拍到羽流影像,本身也是NASA木衛二飛船計畫的參與科學家之一的賈先哲,看到2017年的照片時,突然想到「太空船有穿過赤道,那應該可分析羽流影像出現位置的磁場,來確定所噴出的霧狀體就是水霧」。

他與研究團隊,立即展開使用現有的計算機模組,加入了羽流模擬試驗,結果發現,伽利略號在距離木衛二約124哩處,等於是低空飛越的三分鐘內,該衛星周圍的磁場,突然出現急劇變化,等離子活動明顯異常。

「在這短短三分鐘內,我們觀測到磁場強度改變了約200個nanotesla(磁場強度單位),這種情況非比尋常」,賈先哲說,「水」是造成強大磁場改變的「最合理解釋」。

海洋厚度 比地球大2倍

賈先哲說,21年前的太空船偵測,已經估算木衛二的海洋厚度,至少比地球海洋大上兩倍。如果海洋中存在有利生物成長的化學成分,加上確認有液態水就表示「有熱源能量」,那麼「水、能量、化學成分」俱足下,就形成了適合生命發展的環境。

不過,木衛二這片海洋被冰層覆蓋,如果採取鑽洞探測海洋內化學成分,是一項高難度的工程與技術,賈先哲的最新研究,則可利用太空船穿越木衛二表面的羽流,偵測採樣地下水透過地表裂縫噴發到太空的成分,有效了解海洋特性成分,省略了複雜的鑽測工程,賈先哲的研究成果,使太空船任務大為簡化。

有大氣層 比土衛2更近

之前土星的第二個衛星(土衛二),也曾傳出有可能有生物存在,不過,賈先哲認為,木衛二比土衛二大了好幾倍,且距離地球更近,加上周圍存在氧氣的大氣層等因素,將更可能適合生命形成。

目前NASA計畫最快在2022年,發射「克利波號」太空船再度前往木衛二,賈先哲說,從地球飛到木星大約需要五年時間,不過,現在的科技不斷改進,預估火箭太空船將可以改善到三年就飛抵木星,「2022年發射,2025年就可抵達目的地,這也意味著,最快再等七年,我們就可以知道木衛二會不會成為太空中下一個地球」。

木星的第二顆衛星「木衛二」(Europa),可能潛在巨大海洋。(密大提供) 木星的第二顆衛星「木衛二」(Europa),可能潛在巨大海洋。(密大提供)
哈柏天文望遠鏡(Hubble Space Telescope)曾在木衛二多次拍攝到「羽流」現象。(密大提供) 哈柏天文望遠鏡(Hubble Space Telescope)曾在木衛二多次拍攝到「羽流」現象。(密大提供)
木星的第二顆衛星「木衛二」(Europa),可能潛在巨大海洋。(NASA直播截圖) 木星的第二顆衛星「木衛二」(Europa),可能潛在巨大海洋。(NASA直播截圖)
木星的第二顆衛星Europa(右),可能潛在巨大海洋。(NASA直播截圖) 木星的第二顆衛星Europa(右),可能潛在巨大海洋。(NASA直播截圖)
密大氣候與太空科學及工程系華裔副教授賈先哲主導的木衛二最新研究發布後,令科學界感到振奮。(密大提供) 密大氣候與太空科學及工程系華裔副教授賈先哲主導的木衛二最新研究發布後,令科學界感到振奮。(密大提供)