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研究显示欧罗巴的神秘黑暗材料可能是海盐

发布时间:2018-05-15

em来自美国宇航局的新研究表明,涂覆木星月亮欧罗巴的一些地质特征的暗色材料很可能是来自地下海洋的海盐,通过暴露于辐射而变色。欧罗巴表面海盐的存在表明海洋与其岩石海底相互作用 - 决定冰冷的月球是否可以支撑生命的重要考虑因素。 / em

该研究发表在“地球物理研究快报”杂志上。

“关于欧罗巴我们有很多问题,最重要也是最难回答的是有生活吗?像这样的研究非常重要,因为它专注于我们可以明确回答的问题,例如欧罗巴是否适合居住,“华盛顿NASA总部的外行星计划科学家Curt Niebur说。 “一旦我们有了这些答案,我们就可以解决有关欧罗巴冰壳下海洋生物的更大问题。”

十多年来,科学家们一直在思考在欧罗巴表面涂覆长线形裂缝和其他相对年轻的地质特征的暗色材料的性质。它与年轻地形的联系表明材料已经从欧罗巴内部爆发,但由于数据有限,材料的化学成分仍然难以捉摸。

研究主管凯文·汉德说:“如果它只是下面海洋中的盐,那么对于那种黑暗而神秘的材料来说,这将是一个简单而优雅的解决方案。”加州帕萨迪纳的美国宇航局喷气推进实验室(JPL)的行星科学家说。

有一点可以肯定的是木卫二充满了木星强大的磁场所产生的辐射。电子和离子以粒子加速器的强度撞击月球表面。为了解释暗物质的性质而提出的理论包括这种辐射作为创造它的过程的可能部分。

以前使用美国宇航局伽利略航天器和各种望远镜数据的研究将欧罗巴表面的变色归因于含硫和镁的化合物。虽然辐射加工的硫磺在欧罗巴中占据了一些颜色,但新的实验表明辐射盐可以解释月球表面最年轻区域内的颜色。

为了识别黑色材料,Hand和他的共同作者Robert Carlson也在JPL创建了一个模拟的欧罗巴表面贴片,用于测试可能的候选物质。对于每种材料,他们都收集了光谱 - 它们就像化学指纹 - 在化合物反射的光线中编码。

“我们称之为'欧洲罐头','”手说。 “实验室设置模仿欧罗巴表面的温度,压力和辐射照射条件。然后可以将这些材料的光谱与航天器和望远镜收集的光谱进行比较。“

对于这项特殊的研究,科学家们在欧罗巴寒冷的表面温度为零下280华氏度(零下173摄氏度)的真空室内测试了食盐样品 - 氯化钠 - 以及盐和水的混合物。然后他们用电子束轰击含盐样品,模拟月球表面的强烈辐射。

在经历了几十个小时的暴露在这个与欧罗巴长达一个世纪相对应的恶劣环境之后,最初像食盐一样白的盐样品变成黄褐色,类似于冰冷的月亮上的特征。研究人员发现,这些样品的颜色,如其光谱所测量的,显示与美国宇航局伽利略任务成像的欧罗巴裂缝内的颜色非常相似。

“这项工作告诉我们,辐射烘烤氯化钠的化学特征与欧洲航天局神秘材料的航天器数据相匹配,”Hand说。

此外,样品暴露于辐射的时间越长,产生的颜色越深。 Hand认为科学家们可以使用这种类型的颜色变化来帮助确定从欧罗巴可能存在的任何羽状物喷出的地质特征和材料的年龄。

以前的望远镜观测显示研究人员在其辐照盐中看到的光谱特征的诱人提示。但是地球上或地球附近没有望远镜能够以足够高的分辨能力观察到欧罗巴,以确定它们的身份。研究人员认为,这可以通过未来观测欧洲航天器的观测来完成。

JPL建立和管理美国宇航局的伽利略任务,为该机构在华盛顿的科学任务局提供服务,并正在为将来的欧洲航天任务制定一个概念。帕萨迪纳的加利福尼亚理工学院管理JPL为NASA。

出版物:K.P. Hand&R.W. Carlson,“欧洲的表面颜色表明海洋富含氯化钠,”地球物理研究快报,2015年; DOI:10.1002 / 2015GL063559

资料来源:NASA的Dwayne Brown

图片:NASA / JPL-Caltech