NASA朱诺号航天器揭示木卫二冰冻表面的动态变化

美国国家航空航天局（NASA）的朱诺号（Juno）提供的图像支持了木卫二真正的"极地漫游"理论，显示该卫星的冰壳发生了移动。由太阳能驱动的航天器拍摄的图像揭示了这颗冰封的木卫二卫星上引人入胜的特征，包括地质断裂和潜在的羽流活动，这表明液态水和盐水已经到达表面。

木星的卫星木卫二于2022年9月29日被美国宇航局朱诺号宇宙飞船上的朱诺相机（JunoCam）仪器在近距离飞越过程中拍摄到。这些图像显示了月球表面纵横交错的裂缝、山脊和条带。图片来源：NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS, Björn Jónsson (CC BY 3.0)

美国国家航空航天局"朱诺"号宇宙飞船上的"朱诺相机"（JunoCam）可见光摄像机拍摄的图像支持了木星卫星木卫二南北两极的冰壳已不复存在的理论。此外，来自航天器恒星参照单元（SRU）的高分辨率图像显示了可能的羽流活动迹象以及冰壳的破坏，这表明盐水最近可能已经冒到了表面。

JunoCam 的研究结果最近发表在《行星科学杂志》上，SRU 的研究结果发表在《JGR 行星》杂志上。

2022年9月29日，朱诺号最近一次飞越木卫二，距离月球冰冻表面不到220英里（355公里）。朱诺相机拍摄的四张照片和SRU拍摄的一张照片是自2000年伽利略号最后一次飞越木卫二以来拍摄的第一批高分辨率木卫二照片。

朱诺号在木卫二上空的地面轨道允许在月球赤道附近成像。在分析数据时，朱诺相机团队发现，除了预期的冰块、墙壁、疤痕、山脊和槽之外，相机还捕捉到了宽12至31英里（20至50公里）的不规则分布的陡壁凹陷。它们类似于之前在木卫二其他位置的图像中发现的卵形大坑。

人们认为在木卫二冰冷的外表下有一个巨大的海洋，这种理论认为木卫二的外壳基本上是自由漂浮和移动的。

这幅木卫二表面的黑白照片是美国宇航局朱诺号航天器上的恒星参照装置（SRU）在2022年9月29日飞越木卫二时拍摄的。在右下角可以看到被昵称为"鸭嘴兽"的混沌特征。资料来源：NASA/JPL-Caltech/SwRI

亚利桑那州图森市行星科学研究所负责朱诺相机规划的朱诺联合研究员坎迪-汉森（Candy Hansen）说："如果木卫二冰壳与其岩石内部脱钩，导致冰壳应力水平过高，从而产生可预测的断裂模式，就会发生真正的极地漂移。这是首次在南半球绘制这些断裂模式图，表明真正的极地漫游对木卫二表面地质的影响比以前发现的更为广泛。"

高分辨率的 JunoCam 图像还被用于对木卫二地图上以前的一个突出表面特征进行重新分类。

汉森说："格温环形山已经不复存在了。"格温曾被认为是一个13英里宽的撞击坑--木卫二为数不多的有记载的撞击坑之一--但JunoCam的数据显示，格温是一组相交的山脊，形成了一个椭圆形的阴影。

这张来自朱诺号SRU的木卫二表面注释图像显示了东西走向的双脊位置（蓝色方框），可能有羽流污点，以及被研究小组称为"鸭嘴兽"的混沌特征（橙色方框）。这些特征暗示了冰冷的木星卫星目前的地表活动以及地表下液态水的存在。资料来源：NASA/JPL-Caltech/SwRI

虽然朱诺号拍摄的所有五幅木卫二星图像都是高分辨率的，但来自航天器黑白SRU的图像提供了最多的细节。SRU 的设计目的是探测暗淡的恒星以实现导航，因此对弱光非常敏感。为了避免图像中的过度照明，研究小组使用相机拍摄了木卫二的夜景，当时木卫二仅被木星散射的阳光照亮（这种现象被称为"木星光"）。

这种创新的成像方法使复杂的地表特征得以凸显，揭示了错综复杂的交叉脊网络和潜在的水蒸气羽流造成的深色污点。其中一个引人入胜的地貌面积为 23 英里乘 42 英里（37 公里乘 67 公里），因其形状而被研究小组昵称为"鸭嘴兽"。

鸭嘴兽的特点是地形混乱，有驼峰、突出的山脊和深红褐色物质，是附近最年轻的地貌。它的北部"躯干"和南部"喙"（由断裂的"颈部"地层连接）以块状基质材料打断了周围的地形，基质材料中含有大量冰块，宽度在 0.6 到 4.3 英里（1 到 7 公里）之间。在鸭嘴兽的边缘，山脊地层坍塌到地貌中。

对于朱诺号团队来说，这些地貌支持了"极地漫游"理论的观点，即木卫二的冰壳可能会在地表下存在来自地下海洋的卤水的地方让路。

在鸭嘴兽以北约 31 英里（50 公里）处有一组双脊，两侧有类似于木卫二上其他地方发现的黑斑，科学家们假设这些黑斑是低温火山羽流沉积物。

美国宇航局南加州喷气推进实验室的SRU首席联合研究员海蒂-贝克尔（Heidi Becker）说："这些特征暗示了木卫二目前的表面活动和地表下液态水的存在。SRU的图像是NASA的木卫二号快船任务和ESA（欧洲航天局）的Juice任务可以寻找变化和盐水迹象的具体地点的高质量基线。"

朱诺号观察的重点是木卫二--包括调查这颗冰冷的卫星是否具备适合生命存在的条件。它计划于 2024 年秋季发射，2030 年抵达木星。Juice（木星冰月探测器）于 2023 年 4 月 14 日发射。欧空局的这一任务将于 2031 年 7 月抵达木星，对许多目标（木星的三颗大型冰卫星、火红的木卫一和较小的卫星，以及木星的大气层、磁层和星环）进行研究，重点是木卫三。

朱诺号于5月12日第61次近距离飞掠木星。它计划于6月13日第62次飞越这个气体巨行星，包括在大约18200英里（29300公里）的高度飞越木卫二。

编译来源：ScitechDaily