韦伯望远镜发现从土星卫星中逸出的高耸水柱

西南研究所的两名科学家是詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 团队的成员，该团队观察到从土星卫星土卫二表面喷出的高耸的水蒸气羽流，长达 6,000 多英里——大致相当于到的距离。鉴于 NASA JWST Cycle 1 的发现，SwRI 的 Christopher Glein 博士还获得了 Cycle 2 的分配，用于研究地表的羽流和关键化合物，以更好地了解这个海洋世界的潜在宜居性。

在对土星系统长达 13 年的勘察中，卡西尼号宇宙飞船发现土卫二有一个地下液态水海洋，卡西尼号分析了样本，因为冰粒和水蒸气从月球冰面的裂缝中喷出到太空中。

“土卫二是太阳系中最具活力的天体之一，也是人类寻找地外生命的主要目标，”地外海洋学领域的知名专家格莱因说。他是最近被《自然天文学》(Nature Astronomy) 接受的一篇论文的合著者。“自从宇航局的卡西尼号宇宙飞船首次观测土卫二以来的这些年里，我们从未停止对我们在这颗非凡的卫星上发现的事情感到惊讶。”

韦伯近红外光谱仪的最新观测再一次取得了显著成果。

宇航局戈达德太空飞行中心的 Geronimo Villanueva 说：“起初，当我查看这些数据时，我想我一定是错的，绘制出直径超过月球 20 倍的羽流真是太令人震惊了”和最近论文的主要作者。“羽流远远超出了我们的想象。”

韦伯的敏感性揭示了一个关于土卫二的新故事，以及它如何为整个土星系统及其环提供水源。当土卫二在短短 33 小时内绕着这颗气态巨行星旋转时，月球喷出水，在它的身后留下一个光环，几乎像一个甜甜圈。羽流不仅巨大，而且水散布在土星致密的 E 环上。JWST 的数据表明，大约 30% 的水留在月球尾流中，而另外 70% 的水则逃逸以供应土星系统的其余部分。

SwRI 的 Silvia Protopapa 博士说：“韦伯观测首次直观地说明了月球的水蒸气羽流如何在环面的形成中发挥作用。” system 也是 Cycle 1 团队的成员。“这是对韦伯非凡能力的惊人证明。当我们开始寻找土卫二宜居性和羽流活动的新迹象时，我很高兴成为第 2 周期团队的一员。”

受到韦伯第一次短暂瞥见土卫二的令人难以置信的发现的鼓舞，格雷因领导着同一个团队，他们将在明年与 JWST 再次观测土卫二。

“我们将寻找可居住性的具体指标，例如有机特征和过氧化氢，”Glein 说。“过氧化氢特别有趣，因为它可以提供比我们之前发现的更有效的代谢能量来源。卡西尼号没有就土卫二上是否存在这种强氧化剂给我们一个明确的答案。”

与第 1 周期相比，新的观测结果将信噪比提高了 10 倍，从而为搜索地表宜居性指标提供了最佳的远程机会。了解羽流释气的时间变化对于计划未来以羽流为目标的行星科学任务。

“韦伯号可以充当卡西尼号和计划中的生命搜寻任务 Orbilander 之间的桥梁，”格莱因说。“在第 2 周期之后，我们将更好地了解海洋样本是否广泛分布在土卫二表面，而不是仅仅靠近南极。接下来的这些观察可以帮助我们确定 Orbilander 是否可以获取赤道附近的海洋样本，这可能有助于我们更快地返回土卫二。”

詹姆斯韦伯太空望远镜是世界上首屈一指的太空科学天文台。韦伯将解开我们太阳系中的谜团，展望其他恒星周围的遥远世界，探索我们宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。Webb 是由 NASA 及其合作伙伴 ESA(欧洲航天局)和 CSA(加拿大航天局)领导的一项国际计划。

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