木卫二是木星的最神秘卫星之一,多年来一直吸引着科学家的关注。由于其冰壳的存在,它被称为太阳系中最光滑的物体。但最有趣的部分位于冰壳下面 - 一个深海咸水洋,科学家认为这里具备了生命产生的合适条件。在不久的将来,科学家计划向木卫二发送轨道任务,但现在已经有一些关于这个冰卫星的引人入胜的事实被揭示出来。例如,科学家们发现木卫二的冰壳不与海洋和核心同步旋转。也就是说,它像独立于卫星其他部分的物体一样漂浮。在最近的一项研究中,科学家设法解释了造成这种现象的原因。
通过计算机模拟,科学家们以前已经发现,木卫二海洋的加热和冷却(这种过程周期性地发生在冰壳下方)可以引起对流流动。换句话说,由于热水向上升,冷水向下降,水流就会形成。
这一次,美国和日本科学家团队利用NASA的超级计算机创建了能够影响冰壳运动的精确模型。研究的作者们特别关注了木星的引力对卫星的影响,以及海洋的阻力或水平力,它可以“推动”冰壳。
根据他们得到的结果,冰壳的非同步运动可能是由海洋流动引起的。它们可以减缓或加速冰壳的旋转。这一发现由研究团队在《JGR Planets》杂志上发表。值得一提的是,科学家们长期以来一直怀疑这一点,但一直没有得到证实,也不清楚强大的水流是如何形成的。
尽管木卫二在表面上被称为光滑,但实际上卫星的冰壳覆盖着15米长的冰刺。我们之前详细介绍了它们的形成过程。
为什么木卫二卫星的冰下会产生流动 ?
根据科学家们的观点,木星对木卫二产生了强烈的引力。它的引力甚至足以在冰壳上形成裂缝。很可能是由于这种引力产生了一部分热量,使得海洋加热。我们最近提到,卫星土卫二的冰下也会出现类似的现象,科学家们认为那里也可能存在生命。
但显然,这不是唯一的热源。另一部分热能是由卫星内部的放射性衰变产生的。结果是海洋在底部附近加热。热流像在火炉下点燃的水一样向上流动。此外,还要考虑木卫二的旋转,它也促使海洋产生洋流。
所有这些因素促使强大的水流产生,能够移动冰壳。科学家们尚不清楚冰壳有多厚。根据不同的估计,其厚度可达15至25千米。但无论如何,洋流速度应该非常高,否则它们无法影响冰壳的旋转。
科学家们还指出,加热和冷却过程并不是持续不变的,因为它们的强度可能会变化。这反过来会影响洋流的速度。因此,随着时间的推移,冰壳的旋转可能会加速或减速。
据科学家们表示,他们在这项研究中所使用的方法不仅适用于木卫二,还适用于其他海洋行星和卫星。它们表面的特征可能为隐藏在水下的过程提供线索。
但研究结果有多准确?很可能只有在几年后,当向木星卫星发送了航天器后才能得知。等待的时间已经不长了。欧洲航天局的JUICE探测器预计将于2023年4月发射。它将对木星的三颗卫星 - 木卫三、木卫四和木卫二卫星进行研究。
此外,美国国家航空航天局(NASA)计划于2024年向木卫二发射其木卫二剪辑号航天器,该航天器将以近距离进行近50次飞掠。科学家们希望这个航天器甚至能够确定木卫二的冰壳旋转速度。
最后提醒一下,根据许多科学家的观点,在木卫二上发现生命的机会要比太阳系其他天体更高。而且这里可能不仅仅是细菌,还可能存在更复杂的生命形式。尽管目前这仅仅是猜测而已。