當(dāng)冰冷的，充滿海洋的月亮歐羅巴繞木星運(yùn)行時(shí)，它可以承受無情的輻射沖擊。木星使歐羅巴的表面晝夜不停地與電子和其他粒子接觸，使其浸透高能輻射。但是，當(dāng)這些粒子撞擊月球表面時(shí)，它們可能也在做一些超乎尋常的事情：使歐羅巴在黑暗中發(fā)光。

美國宇航局位于南加州的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家進(jìn)行的新研究首次詳細(xì)介紹了輝光的外觀，以及它可能揭示出歐羅巴表面冰的成分。不同的咸味化合物對輻射的反應(yīng)不同，并發(fā)出自己獨(dú)特的微光。用裸眼看，這種輝光有時(shí)看起來是綠色的，有時(shí)看起來是藍(lán)色或白色的，并且亮度不同，這取決于它是什么材料。

科學(xué)家使用光譜儀將光分離為波長，并將不同的“特征”或光譜連接到不同的冰成分上。像歐羅巴這樣的月球上使用光譜儀進(jìn)行的大多數(shù)觀測都是在月球白天通過反射的陽光進(jìn)行的，但是這些新結(jié)果闡明了歐羅巴在黑暗中的外觀。

JPL的主要作者M(jìn)urthy Gudipati說：“我們能夠預(yù)測到這種夜間冰霜可以提供有關(guān)歐羅巴表面成分的更多信息。這種成分的變化方式可以為我們提供有關(guān)歐羅巴是否具有適合生活條件的線索。”自然天文學(xué)中的9 。

這是因?yàn)闅W羅巴擁有巨大的全球內(nèi)部海洋，該海洋可能會通過月球厚厚的冰殼滲透到地表。通過分析表面，科學(xué)家可以了解更多有關(guān)下面的內(nèi)容的信息。

閃耀光芒

科學(xué)家從先前的觀察中推斷出，歐羅巴的表面可能是由冰和地球上常見的鹽類混合物制成的，例如硫酸鎂(瀉鹽)和氯化鈉(食鹽)。這項(xiàng)新的研究表明，在類似歐羅巴的條件下，將這些鹽摻入水冰中，并用輻射對其進(jìn)行爆炸會產(chǎn)生輝光。

這么多不足為奇。容易想象照射的表面會發(fā)光?？茖W(xué)家們知道，這種光輝是由高能電子穿透表面，使下方的分子通電而引起的。當(dāng)這些分子放松時(shí)，它們將能量釋放為可見光。

聯(lián)合撰寫這項(xiàng)研究的JPL的Bryana Henderson說：“但是我們從來沒有想到我們會看到最終看到的東西。” “當(dāng)我們嘗試使用新的冰塊時(shí)，它的外觀看起來有所不同。我們都盯著它看了一會兒，然后說：'這是新的，對嗎?這肯定是另外一種光澤嗎?' 因此，我們將光譜儀對準(zhǔn)了它，每種類型的冰都有不同的光譜。”

為了研究歐羅巴表面的實(shí)驗(yàn)室模型，JPL團(tuán)隊(duì)為歐羅巴的高能電子和輻射環(huán)境測試(ICE-HEART)建造了一種稱為“冰室”的獨(dú)特儀器。他們將ICE-HEART帶到位于馬里蘭州蓋瑟斯堡的高能電子束工廠，并著手進(jìn)行一項(xiàng)完全不同的研究：觀察歐羅巴冰塊下的有機(jī)物質(zhì)對輻射沖擊的反應(yīng)。

他們沒想到會看到輝光本身與不同的冰成分有關(guān)的變化。正如作者所稱，它是偶然性。

該論文的合著者弗雷德·貝特曼說：“看到氯化鈉鹽水發(fā)出低得多的輝光是改變研究過程的'啊哈'時(shí)刻。” 他幫助進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并向馬里蘭州國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院的醫(yī)療工業(yè)輻射設(shè)施的冰樣品發(fā)射了輻射束。

在黑暗的天空中可見的月亮似乎并不尋常。我們看到自己的月亮，因?yàn)樗瓷淞岁柟??？茖W(xué)家們說，但是歐羅巴的光芒是由完全不同的機(jī)制引起的。想象一下，即使月亮夜夜，朝著太陽連續(xù)發(fā)光的月亮也是如此。

古迪帕蒂說：“如果歐羅巴沒有受到這種輻射，它將看起來像我們的月亮對我們來說是黑暗的。” “但是因?yàn)樗艿侥拘禽椛涞霓Z炸，所以它在黑暗中發(fā)光。”

NASA即將進(jìn)行的旗艦飛行任務(wù)Europa Clipper定于2020年代中期發(fā)射，它將在繞木星軌道運(yùn)行時(shí)以多次飛越觀察月球表面。任務(wù)科學(xué)家正在審查作者的發(fā)現(xiàn)，以評估航天器的科學(xué)儀器是否可以檢測到輝光。航天器收集的信息可能會與新研究中的測量結(jié)果相匹配，以識別月球表面上的咸成分或縮小其可能的范圍。

古迪帕蒂說：“在實(shí)驗(yàn)室中，您通常不會說，'到了那里，我們可能會發(fā)現(xiàn)它。' “通常情況正好相反-您去那里找到一些東西并嘗試在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行解釋。但是我們的預(yù)測可以追溯到簡單的觀察，這就是科學(xué)的意義。”

歐羅巴快船(Europa Clipper)等任務(wù)有助于天體生物學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展，這是對跨界變量和條件的跨學(xué)科研究，可以了解我們所知道的生活。雖然歐羅巴快船不是探測生命的任務(wù)，但它將對歐羅巴進(jìn)行詳細(xì)偵察，并調(diào)查冰冷的月球及其地下海洋是否具有維持生命的能力。了解歐羅巴的可居住性將有助于科學(xué)家更好地了解地球上的生命如何發(fā)展以及在地球之外尋找生命的潛力。