神奇的木卫三:太阳系的“超级大水库”是它,地球水量或不到它的零头
人类喜欢将地球叫做“蓝星”,并且一直为地球有着广阔的海洋而骄傲。可是事实上,咱们可能并不是太阳系内唯一有液态水的天体,尤其是在距离太阳较远的一些地方,存在着一些“冷冻之星”。
海洋占地球表面面积的71%
比如咱们今天要介绍的木卫三,科学家认为它才是太阳系的“超级大水库”,地球上的水量连它的零头都没有。
那么,木卫三真的有这么广阔的海洋吗?那里的海是否与地球上的一模一样?
伽利略号拍摄的木卫三
神奇的“木卫三”
大家都知道,木星作为太阳系内的“老大哥”,不仅有着突出的体格,就连身边“小弟”的数量也远超于其他行星。
没错,截至2019年年底,人们已经发现了它周围有着79颗卫星,而木卫三虽然不是离它最近的那一颗,却是个头最大的那一颗。
在太阳系内卫星体型排名当中,木卫三轻松就摘得了桂冠,并且这家伙的直径竟然比水星还要大。虽然质量只有水星的一半,但它若是多年前不被木星捕捉,说它能加入太阳系的行星家族,想来也没什么问题。
木卫三与其他天体的大小对比图
当然,木卫三的神奇之处可不止是体型,因为这家伙还是人类目前在太阳系当中发现的唯一一个有“磁圈”的卫星。
这意味着,木卫三可能拥有一个和地球一样的内核,然后由内向外散发出磁场,如果这个磁场足够强,那么木卫三上的生命可能也鲜少会受到宇宙辐射的攻击。
木卫三的极光带震荡现象
而在有了庞大体型和磁圈的加持下,木卫三的存在就更让人们好奇了,人类先后派出了不少探测器造访木卫三,比如先驱者10号以及已经飞入星际空间的“旅行者兄弟”。
它们虽然传回的资料较少,但还是证明了木卫三的体型要比土卫六大。
肩负人类希望的宇宙探测器
当然,贡献最大的还是伽利略号,它在进入木星轨道之后,曾多次飞掠木卫三,最近的一次距其表面只有264千米。不仅如此,它还发现木卫三有一个特别之处,那就是它有着广阔的“地下海洋”。
那么,木卫三上的海洋到底有多大呢?
宇宙中的伽利略号探测器想象图
“木卫三”的海洋与众不同
咱们在上文中介绍木卫三的时候提到,它的块头很大,质量却只有水星的一半。按照这种情况来说,木卫三的体重应该很轻,可是为什么又说它是太阳系的“超级大水库”呢?
首先从木卫三的构成来看,它的平均密度为1.936克/立方厘米,这种密度说明它身上的岩石和水的体量是差不多的。当然,这里的水并非全是液态水,而是基本以固态冰的形式存在,这些冰体的质量占其总质量的46%以上。
木卫三的内部结构示意图
其次从木卫三的内部结构来看,除了有着一个半径在700米左右的内核以外,剩下的就是冰体组成的外壳或者硅酸盐质的地涵了。
此前哈勃望远镜对木卫三的极光光谱进行了观察分析,发现这家伙的海洋最少也有400千米。后来更多的科学家表示,这个400千米深的海洋可能只是我们看到的“第一层海洋”,在这之下还存在着两层海洋,它们就像千层饼一样,中间隔着冰层。
美国探究天文学大学协会执行副主席海迪·哈梅尔说:“哈勃太空望远镜的观测已经证明了木卫三表面下有一片咸水海洋,未来“木星的冰卫星探测者”进入其轨道之后,会有更多令人激动的新发现。”
木卫三的冰层结构示意图
在这种情况下,木卫三的海洋深度应该能超过1000公里,水量可以达到150亿立方千米。如果这是真的,那么地球上的水量连它的零头都没有。
当然,对于木卫三海洋的这种独特之处会将海洋变成什么样,科学家认为每一层海洋的体积、成分、温度都可能有所不同。倘若你乘着可以直达木卫三核心的电梯,那么沿途就能够看到“各式各样”的海洋。
木卫三的海洋结构示意图
除此之外,由于木卫三的表面的平均温度为零下174摄氏度左右,所以它表面的冰体可能与我们想象的“冰”还有一些差异。
简单来说,其上的冰可能更加的坚硬,并且还更厚,所以说这些冰层就像是地球地壳的岩石一样。
不过虽然有着目前在太阳系中发现的最大海洋,却不意味着木卫三上就有生命了,因为存在流动水源只是宜居环境的一个标准,如果其他地方不达标,那么想让生命诞生也是很困难的。
人类眼中的外星生命
值得一提的是,其实除了木卫三以外,太阳系当中还有许多的地方也有海,就让我们一起来看看吧!
去太阳系中看海
首先咱们来说说木卫三的好兄弟木卫二,这颗代号为欧罗巴的卫星,可以说是近些年人类最为关注的卫星之一了,甚至还根据它的现有情况加以想象,拍摄了科幻片《木卫二报告》。
作为同样表面满是寒冰的木卫二,它的海洋也特别的深。当然其表面也是厚厚的冰层,而底部的海洋据推测少说也有100到200千米深,这对比目前地球海洋的最深处马里亚纳海沟来说,确实是“深不可测”了。
伽利略号拍摄的木卫二
当然木卫二的海洋更受关注的原因是,其内部活动十分活跃,就像是地球一样,木卫二的海底也有不少火山。这些火山的喷发不仅能让水维持液态,还会带去大量的元素,这些东西可能会使“初始生命”诞生。
比如说此前科学家在探索南极冰下湖的时候,就发现其中有不少单细胞生物。在阳光不可穿透的冰层深处,这些生物应该就是以海底火山带来的物质为食的。
如果木卫二海洋当中的情况和南极冰下湖一样,那么我们在去木卫二看海的时候,确实有机会偶遇“外星生物”。
木卫二的结构示意图
其次就是曾与木卫三有过体型之争的土卫六,作为土星卫星中最大的一个,土卫六的海洋从表面上来看和地球海洋差异不大。不过由于土卫六的重力有限,并且其海洋基本是由甲烷、乙烷构成的,所以当你跳入水中就很难浮起来了。
土卫二就不一样了,这个太阳系中最亮的卫星,不仅有海洋,还有着壮观的“喷泉”。此前美国的卡西尼号在造访这里的时候,就发现土卫二上有明显的裂纹,而这些裂纹中一直都有喷泉冒出来。
土卫二的间歇泉
总的来说,距离太阳越远的卫星或者行星,它们能够吸收到的热量是极为有限的,在这种情况下它们就会变成“冷冻之星”。不过,按照人类对液态水的要求来看,既寒冷又没什么内部活动的天体,显然不符合我们的“看海”需求。
为了能够尽早发现这些冷冻之星的内部到底有没有海洋,未来人类将会启动更多的探索计划,比如此前就有专门针对木卫三的“轨道器探索计划”。
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标就只有木卫三,并且此次探索需要完成五个目标。
第一就是观察木卫三海洋、深层内部的状态以及其他地质特征,第二就是探究其大气层基本构成,第三则是监测太阳风对其的影响,第四是在谐振轨道上观察木卫四和木卫一,最后就是研究木卫三在木星系统内与其他卫星的相互作用。
木卫三的完整地图
总之,在木卫三有着广阔海洋的基础下,未来人类对它的探索肯定会愈加频繁。不过,虽然水量很多、海也很深,但是依旧是咸水,所以现阶段想要利用应该是不可能的。不过,人类依旧会将其当成珍贵的“后备资源”。