美國宇航局近日宣布，天文學(xué)家借助“朱諾號”（Juno）探測器傳回的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，首次精確測定了木衛(wèi)二（Europa）冰殼的厚度。這項(xiàng)突破性成果顯示，木衛(wèi)二的冰殼平均厚度約為29公里（18英里），相關(guān)研究已發(fā)表于《自然·天文學(xué)》雜志。

此次測量依賴于“朱諾號”搭載的微波輻射計（MWR），這是一種能夠穿透云層和冰層、探測物體內(nèi)部溫度與結(jié)構(gòu)的特殊儀器。與傳統(tǒng)光學(xué)相機(jī)僅能觀測表面不同，MWR的工作原理類似于醫(yī)學(xué)中的“CT掃描”，通過接收物體發(fā)出的微波信號，分析不同深度的物理特性。2022年9月29日，“朱諾號”在飛越木衛(wèi)二時，最近距離僅約220英里（360公里），期間MWR收集了覆蓋木衛(wèi)二近半表面的數(shù)據(jù)，成功“透視”其冰層結(jié)構(gòu)。

研究團(tuán)隊(duì)指出，29公里的厚度估算主要針對木衛(wèi)二寒冷、堅硬且導(dǎo)熱的純水冰外層。NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的朱諾號項(xiàng)目科學(xué)家史蒂夫·萊文（Steve Levin）解釋，若冰層內(nèi)部存在溫度較高的對流層，實(shí)際總厚度可能更大；反之，若冰殼中含有少量溶解鹽，估算值則會減少約4.8公里（3英里）。這一發(fā)現(xiàn)為科學(xué)界長期爭論的“薄殼模型”與“厚殼模型”提供了關(guān)鍵證據(jù)，證實(shí)木衛(wèi)二確實(shí)被厚重的冰層包裹。

MWR數(shù)據(jù)還揭示了木衛(wèi)二冰層的微觀結(jié)構(gòu)。儀器檢測到大量被稱為“散射體”的不規(guī)則特征，包括冰層近表面的裂縫、孔隙和空洞。這些結(jié)構(gòu)會散射微波信號，其直徑不超過幾英寸，深度延伸至地下數(shù)百英尺。然而，由于這些裂縫尺寸較小且深度較淺，研究人員認(rèn)為它們不太可能成為氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入地下咸水海洋的主要通道。此前，科學(xué)家曾推測木衛(wèi)二冰層下的海洋可能存在生命，而氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)的輸送被視為關(guān)鍵條件之一。

2022年9月29日，“朱諾號”的朱諾相機(jī)在飛掠木衛(wèi)二時拍攝了其表面特寫照片。圖像中，縱橫交錯的裂縫、山脊和條帶清晰可見，展現(xiàn)了這顆衛(wèi)星活躍的地質(zhì)活動。這些表面特征與MWR探測到的冰層內(nèi)部結(jié)構(gòu)相互印證，為理解木衛(wèi)二的地質(zhì)演化提供了重要線索。目前，科學(xué)家正進(jìn)一步分析數(shù)據(jù)，以探索木衛(wèi)二冰層與地下海洋的相互作用機(jī)制。