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探索 | 神奇的木卫3、太阳系的“超级大水库”

www.coachpu.com 2024-04-12 10:23 科技

地球,这颗让人类亲切地称为“蓝星”的家园,因其广阔的海洋而备受骄傲。若将地球磨平并均匀摊开,其表面将被一片深达10米的海洋覆盖。这类水足以将大方中的氧气、二氧化碳和水蒸气转化为液态水,使地球的空气变得清爽透明。自太阳系诞生之初,水便在其中存在。据观测数据,木星和土星的卫星上均有水的存在,其中木卫三尤为引人注目。这颗卫星上蕴藏着很多的液态水,其水量甚至超越地球。这一发现使科学家们提出新的看法:地球的水可能来源于太阳系。然而,这一看法仍需通过验证数据来证实,这无疑是对人类认知的一大挑战。

▏木卫三诱惑的液态水“大餐”地球上的水资源总量约为1.38亿立方千米,涵盖了海洋、冰川、地下水、湖泊、河流与大方中的水蒸气。尽管密歇根湖等著名水体在地球上占有一席之地,但其水量仅占地球总水量的不到0.6%。相比之下,木卫三——作为木星的最大卫星,据科学家推断,其液态水量可能高达150亿立方千米,远超地球。这一发现使木卫三成为了太阳系中潜在的巨大水资源库,引发了大家对地球水资源的重新审视。通过对比地球的海洋深度与直径,大家不难发现,海洋相对于地球的整体来讲只不过冰山一角。而木卫三的液态水资源,据估计,远超地球,成为了科学研究和探索的新焦点。早在20世纪60年代,地球科学家就通过发射“先驱者”卫星,探测到了木卫三内部存在很多液态水的迹象。尽管那里的环境对人类来讲极端恶劣,但科学家们依旧从中发现了丰富的水资源。最新的研究还显示,木卫三内部可能藏有150亿立方千米的冰层,而这类冰层中还可能蕴含着更多的液态水。这一发现让木卫三被誉为太阳系中的“超级大水库”。科学家们正翘首以盼,期待着将来可以进一步揭开木卫三水资源之谜。木卫三是不是真的拥有这样广阔的海洋?那里的海是不是与地球上的海洋有着相似之处?这类问题正等待着大家去探索和解答。

伽利略号拍摄的木卫三

▏神奇的“木卫三”木星,太阳系中的巨无霸,不只体型庞大,而且拥有海量卫星,截至2019年底,已发现79颗围绕其旋转。在海量卫星中,木卫三尤为引人注目。尽管不是离木星近期的,但木卫三的体积却堪称翘楚,直径甚至超越了水星。想象一下,假如木卫三没被木星捕获,它可能可以跻身太阳系的行星之列。不过,木卫三的神奇之处远不止于此。它成为了人类在太阳系中发现的第一个拥有磁圈的卫星。这意味着木卫三可能拥有一个类似地球的内核,并散发出强大的磁场。假如磁场足够强大,木卫三上的生命可能可以免受宇宙辐射的侵害。为了深入知道木卫三,人类派遣了海量探测器前往探索。先驱者10号和旅游者兄弟探测器都曾造访过木卫三,尽管传回的资料有限,但它们证实了木卫三的体积确实超越了土卫六。其中,伽利略号探测器的贡献尤为突出。它在进入木星轨道后,多次近距离飞越木卫三,近期时距离其表面仅264千米。伽利略号还揭示了一个让人惊讶的事实:木卫三拥有一个广阔的“地下海洋”。这一发现引发了大家的无限遐想,木卫三上的海洋到底有多大呢?它是不是孕育着未知的生命形式?木卫三作为太阳系中的一个奇迹,其体型、磁圈和地下海洋都成为了科学家们研究的焦点。伴随技术的不断进步,大家有望在将来愈加深入地知道这颗神秘的卫星。

木卫三的内部结构示意图

▏“木卫三”的海洋独一无二地球的水循环永不停歇,很多的雨水和融雪为海洋、湖泊、河流和湿地提供了源源持续的水源。然而,在遥远的木星上,木卫三这颗巨大的卫星却与地球完全不同。它没陆地,内部架构与月球相似,充满了巨大的岩石和冰,构成了一个冰川和山脉交织的世界。尽管木卫三的水平只有水星的一半,但其平均密度达到了1.936克/立方厘米,这意味着它的岩石和水的含量大致相当。让人惊讶的是,这类水并不是都是液态,而是以固态冰的形式存在,占据了其总水平的46%以上。这使得木卫三被誉为太阳系中的“超级大水库”。尽管木卫三不合适人类居住,但其独特的构成和巨大的储水量为大家提供了宝贵的研究价值。它让大家愈加深入地知道了太阳系中不同天体的多样性和神秘之处。深入探究木卫三的内部结构,大家发现这颗星球除去一个半径约700米的内核外,主要由冰体外壳和硅酸盐质地涵构成。哈勃望远镜对木卫三的极光光谱进行的剖析揭示了其海洋深度至少为400千米。科学家们推断,这只是“第一层海洋”,其下可能隐藏着两层更为深邃的海洋,它们像千层饼一样被冰层隔开。美国探究天文学大学协会实行副主席海迪·哈梅尔表示:“哈勃太空望远镜的观测结果已证实木卫三表面下存在咸水海洋。伴随‘木星的冰卫星探测者’进入其轨道,大家或有望发现更多让人惊叹的新事物。”据此推断,木卫三的海洋深度可能超越1000公里,水量高达150亿立方千米。这让人惊叹的水量远超地球,使得地球的水资源相形见绌。科学家们觉得,木卫三的每一层海洋在体积、成分和温度上都可能有所差异。想象一下,假如你乘坐一部直达木卫三核心的电梯,你或有机会亲眼目睹这类独特且多样的海洋景观,这无疑是一次让人期待的太空探险之旅。

木卫三的海洋结构示意图

木卫三的表面平均温度极低,零下174摄氏度左右,因此其冰体与大家一般理解的“冰”有所不同,可能愈加坚硬且厚实,像地球的地壳岩石。尽管木卫三拥有太阳系中最大的海洋,但这并不意味着其上存在生命。除去流动水源,宜居环境还需满足其他条件。事实上,太阳系中还有很多其他地方也拥有海洋,这类地方同样值得大家去探索。木卫三的独特环境让大家对生命的可能性产生了好奇,同时也提醒大家,在探寻外星生命时,需要全方位考虑各种环境原因。

▏去太阳系中看海第一,让大家聚焦于木卫二——欧罗巴,这颗近年来备受人类关注的卫星。它的表面同样覆盖着厚厚的寒冰,然而其海洋的深度却让人惊叹。据推断,木卫二底部的海洋深度至少达到100到200千米,远超越地球上最深处的马里亚纳海沟。这种深不可测的海洋环境,使得木卫二成为科学家们探索生命起源的热点候选地之一。与地球相似,木卫二的海底也分布着活跃的火山。这类火山的喷发不只保持了海洋的液态状况,还为海洋带来了丰富的元素。科学家们推断,这类元素可能为生命的诞生提供了必要的条件。比如,在南极的冰下湖中,科学家们已经发现了很多单细胞生物,它们以海底火山带来的物质为食。假如木卫二的海洋环境与南极冰下湖相似,那样大家在探索木卫二时,可能真的可以邂逅外星生命。下面,让大家将视线转向土卫六——土星卫星中最大的一个。尽管土卫六的海洋表面看着与地球海洋相似,但因为其重力有限与海洋主要由甲烷、乙烷构成,使得在土卫六的海洋中游泳成为一项极具挑战性的任务。然而,土卫二却以其壮观的“喷泉”景观崭露头角。美国的卡西尼号探测器在造访土卫二时,发现了明显的裂纹,并从中察看到了持续的喷泉活动。伴随大家向太阳系的外围探索,大家会发现距离太阳越远的天体,其可以吸收到的热量就越有限。这类寒冷的卫星或行星因此被叫做“冷冻之星”。然而,对于渴望发现外星海洋的人类来讲,这类寒冷且内部活动有限的天体显然没办法满足大家的探索需要。为了深入知道这类冷冻之星的内部是不是存在海洋,人类将拟定更多的探索计划。比如,专门针对木卫三的“轨道器探索计划”就是其中之一。通过这类计划,大家期望可以揭开这类遥远天体的神秘面纱,探索它们是不是拥有支持生命存在的潜力。

朱诺号拍摄到的木卫三近照

▏木卫三轨道器探索计划木卫三的轨道器探索计划的唯一目的就只有木卫三,并且此次探索需要完成五个目的。第一就是察看木卫三海洋、深层内部的状况与其他地质特点,第二就是探究其大方层基本构成,第三则是监测太阳风对其的影响,第四是在谐振轨道上察看木卫四和木卫一,最后就是研究木卫三在木星系统内与其他卫星的相互用途。为了达成上述目的,该计划将分为三个阶段进行。第一是发射阶段,选择一个地球与木星地方关系最为有利的时期,借助高性能火箭将轨道器送入预定轨道。下面是轨道调整阶段,轨道器需要在太空中进行多次机动,渐渐接近木卫三,并最后进入稳定的轨道。最后是科学探测阶段,轨道器将借助搭载的各种科学仪器,对木卫三进行全方位、多角度的观测和研究。其中,轨道器的设计和制造是重要。它需要可以承受极端的太空环境,同时还要拥有高精度的导航和观测能力。除此之外,轨道器还需搭载一流的通信设施,确保可以与地球控制中心维持稳定的联系,实时传输探测数据。通过对木卫三的深入研究,大家可以更深入地知道太阳系的形成和演化历史,探索生命的可能性,甚至为将来的太空资源开发提供宝贵的科学依据。它不只可以拓展人类的常识边界,还可能为将来的太空探索和技术进步奠定坚实的基础。为人类探索宇宙的壮观秀丽征途再添一笔浓墨重彩的篇章。(图片来源于互联网)

Tags:太阳系

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