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研究人员发现 木星月球欧罗巴表面部分可见的黄色实际上是氯化钠

发布时间:2019-06-13 10:35:18 来源:

一种熟悉的成分一直隐藏在木星月球欧罗巴的表面上。使用可见光光谱分析,加州理工学院的行星科学家和加州理工学院为NASA管理的喷气推进实验室发现,木卫二表面部分可见的黄色实际上是氯化钠,一种在地球上称为食盐的化合物,这也是海盐的主要成分。

这一发现表明,欧罗巴的咸性地下海洋可能在化学上与地球的海洋相似,比以前认为的更为严峻,几十年来对这些水的成分进行了假设,并使它们对研究更有意义。该发现于6月12日发表在Science Advances上。

来自旅行者号和伽利略号太空船的Flybys让科学家们得出结论,欧罗巴被一层被冰壳包裹的咸液态水覆盖。伽利略携带一台红外光谱仪,这是科学家用来检查他们正在研究的表面成分的仪器。伽利略的光谱仪发现了水冰和一种似乎是硫酸镁盐的物质 - 就像泻盐一样,用于浸泡浴。由于冰壳在地质上是年轻的并且具有过去地质活动的大量证据,因此怀疑表面上存在的任何盐可能来自下面的海洋。因此,科学家长期以来一直怀疑含有丰富硫酸盐的海洋成分。

当来自Maunakea的WM Keck天文台的新的,更高的光谱分辨率数据表明科学家实际上没有看到欧罗巴上的硫酸镁时,这一切都发生了变化。之前考虑的大多数硫酸盐实际上具有不同的吸收,这些吸收应该在更高质量的Keck数据中可见。然而,预期反映内部组成的区域的光谱缺乏任何特征性的硫酸盐吸收。

“我们认为我们可能会看到氯化钠,但它们在红外光谱中基本没有特征,”加州理工学院理查德和芭芭拉罗森伯格行星天文学教授,科学进展论文的共同作者迈克·布朗说。

然而,JPL的Kevin Hand在类似欧罗巴的条件下在实验室中照射了海盐,并发现在照射后出现了几个新的和不同的特征,但是在光谱的可见部分。他发现盐的颜色改变了,可以通过对可见光谱的分析来识别它们。例如,氯化钠变成了一种黄色,类似于在被称为Tara Regio的欧洲地质年轻区域中可见的黄色。

“氯化钠有点像欧罗巴表面上的隐形墨水。在照射之前,你无法分辨它,但在照射后,颜色会向你跳跃,”JPL的科学家,科学的合着者,Hand说。推进论文。

“在没有这种空间和光谱分辨率的情况下,没有人拍过欧罗巴的可见波长光谱。伽利略号太空船没有可见光谱仪。它只有一个近红外光谱仪,”加州理工学院研究生萨曼莎·特伦博说。该论文的第一作者。

“人们传统上认为所有有趣的光谱都是在行星表面上的红外线,因为这是科学家们寻找的大多数分子具有其基本特征的地方,”布朗说。

通过对哈勃太空望远镜的仔细观察,布朗和特朗博能够在450纳米的可见光谱中识别出明显的吸收,精确匹配照射的盐,证实了塔拉雷吉奥的黄色反映了辐射钠的存在。表面上有氯化物。

“在过去的20年里,我们有能力用哈勃太空望远镜进行这种分析,”布朗说。“这只是没人想到的。”

虽然这一发现并不能保证这种氯化钠来自地下海洋(事实上,这可能仅仅是月球冰壳中分层的不同类型物质的证据),该研究的作者提出它需要重新评估欧罗巴的地球化学。

“硫酸镁只会从海底的岩石中浸出海洋,但氯化钠可能表明海底是水热活动的,”Trumbo说。“这意味着欧罗巴是一个比以前认为的更具地质意义的行星体。”

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