作為有史以來(lái)從地面觀測(cè)站獲得的木星衛(wèi)星的一些最清晰的圖像，它們揭示了對(duì)塑造這些巨大衛(wèi)星的化學(xué)成分的過(guò)程的新見(jiàn)解--包括地質(zhì)特征如橫跨歐羅巴表面的長(zhǎng)裂縫狀線。

(資料圖片)

甘尼米德和歐羅巴是圍繞木星運(yùn)行的四顆最大衛(wèi)星中的兩顆，這四顆衛(wèi)星被稱為伽利略衛(wèi)星。雖然歐羅巴的大小跟我們自己的月球相當(dāng)相似，但甘尼米德是整個(gè)太陽(yáng)系中最大的衛(wèi)星。

由博士生Oliver King領(lǐng)導(dǎo)的萊斯特小組通過(guò)利用歐洲南方天文臺(tái)在智利的甚大望遠(yuǎn)鏡(VLT)來(lái)觀察和繪制這兩個(gè)世界的表面。

新觀測(cè)記錄了歐羅巴和甘尼米德表面在不同紅外波長(zhǎng)下反射的陽(yáng)光量并產(chǎn)生了反射光譜。通過(guò)開(kāi)發(fā)一個(gè)計(jì)算機(jī)模型來(lái)分析這些反射光譜，研究人員將每個(gè)觀察到的光譜跟在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)量的不同物質(zhì)的光譜進(jìn)行比較。

發(fā)表在《Planetary Science Journal》上的歐羅巴的圖像和光譜顯示，歐羅巴的地殼主要由冰凍的水冰組成，表面有非冰物質(zhì)污染。

萊斯特大學(xué)物理和天文學(xué)學(xué)院的Oliver King說(shuō)道：“我們繪制了表面不同物質(zhì)的分布圖，其中包括硫酸霜，它主要存在于歐羅巴受到木星周圍氣體轟擊最嚴(yán)重的一面。建模發(fā)現(xiàn)，表面可能存在各種不同的鹽類，但建議僅靠紅外光譜學(xué)一般無(wú)法確定哪些具體的鹽類存在?！?/p>

發(fā)表在《JGR: Planets》上的對(duì)甘尼米德的觀測(cè)結(jié)果顯示，其表面主要由兩類地形組成：有大量水冰的年輕區(qū)域及主要由深灰色物質(zhì)組成的古老區(qū)域，其成分不明。

冰區(qū)（圖片中的藍(lán)色）包括甘尼米德的極冠和隕石坑--在那里，撞擊事件暴露了甘尼米德地殼的新鮮潔凈冰。研究小組繪制了甘尼米德上的冰粒在整個(gè)表面的大小變化及各種不同鹽類的可能分布，其中一些可能來(lái)自于甘尼米德本身。

超大型望遠(yuǎn)鏡位于智利北部的高海拔地區(qū)，鏡面寬度超8米，是世界上最強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡設(shè)施之一。

Oliver King說(shuō)道：“這使我們能對(duì)歐羅巴和甘尼米德進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)繪并觀察它們表面小于150公里的特征--所有這些都是在距離地球6億多公里的地方。如此精細(xì)的測(cè)繪，以前只有通過(guò)將航天器一直送到木星來(lái)近距離觀察這些衛(wèi)星才能實(shí)現(xiàn)?！?/p>

監(jiān)督VLT研究的Leigh Fletcher教授是ESA木星冰冷衛(wèi)星探測(cè)器(JUICE)和NASA木衛(wèi)二任務(wù)的科學(xué)小組成員，該任務(wù)將在2030年代初近距離探索甘尼米德和歐羅巴。JUICE計(jì)劃于2023年發(fā)射，萊斯特大學(xué)的科學(xué)家在其擬議的木星大氣層、磁層和衛(wèi)星研究中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

Fletcher教授說(shuō)道：“這些地面觀測(cè)為我們未來(lái)對(duì)木星衛(wèi)星的探索吊足了胃口。行星任務(wù)在嚴(yán)格的操作限制下運(yùn)行，我們根本無(wú)法覆蓋我們想覆蓋的所有地形，所以必須做出困難的決定，即衛(wèi)星表面的哪些區(qū)域值得最密切的檢查。像VLT及最終其巨大的繼任者ELT（極大型望遠(yuǎn)鏡）所提供的150公里規(guī)模的觀測(cè)有助于為航天器的觀測(cè)提供一個(gè)全球背景?！?/p>