木星的冰冷月亮歐羅巴可以給“月光”一詞一個全新的含義。新的實驗室實驗表明,這個月亮的夜間在黑暗中發光。
歐羅巴的表面,被認為是主要是水冰,上面有各種鹽,木星的激烈磁場不斷用充滿活力的電子轟擊(SN:5/19/15)。當研究人員通過在咸冰樣品中拍攝電子在實驗室中模擬這種相互作用時,冰發出了發光。這那光的亮度研究人員在11月9日在線報告自然天文學。
如果在歐羅巴上的相同互動會創造出這種從未見過的月光,那麼在那裡的未來任務,例如NASA計劃的歐羅巴快船航天器,也許能夠使用這種冰光來映射歐羅巴的表面成分。反過來,這可以深入了解海洋在歐羅巴的冰冷地殼下潛伏((SN:6/14/19)。
“這對液態水的溫度有影響 - 冰點;它對冰殼的厚度具有影響;它對液態水的可居住性具有影響,”阿里利尼克(Flagstaff)洛厄爾天文台的行星科學家詹妮弗·漢利(Jennifer Hanley)說,亞利桑那州洛厄爾天文台的行星科學家。考慮到歐羅巴的地下海洋最有前途的地方之一在太陽系中尋找外星生命(SN:4/8/20)。

Murthy Gudipati說,在加利福尼亞州帕薩迪納市NASA的噴氣推進實驗室研究ICES的物理和化學的Murthy Gudipati說,發現Europa潛在的冰光“是偶然性”。但是,在他們最初的實驗的錄像中,該團隊注意到用電子彈性的冰樣品散發出了意想不到的光芒。
研究人員很感興趣,將電子束轉向純淨水冰樣品,以及與不同鹽混合的水冰。將每個冰芯冷卻至歐羅巴的表面溫度(約–173°Celsius),並帶有與擊中歐羅巴相同能量的電子。在20秒的輻照度中,光譜儀測量了冰的光或光譜的波長。
冰樣品都散發出了白色的光芒,因為它們在許多不同的波長下發出光。但是每個冰樣品的亮度取決於其成分。含有氯化鈉的冰,也稱為含咖啡鹽,或碳酸鈉比純淨的水冰看起來更昏暗。另一方面,與硫酸鎂混合的冰更明亮。
冰的光芒
在實驗實驗中,用電子轟炸的水冰樣品都散發出許多不同波長的光子或光顆粒。但是,冰樣品中的鹽類型影響了它在每個波長下散發出多少光子,從而影響了它發光的光芒。含有氯化鈉或含水鹽(紅色和棕色)的冰比純淨水冰(黑色)昏暗,而含有epsomite或硫酸鎂(綠松石)的冰更明亮。
鹽會影響水冰的光澤


Gudipati說:“如果我們要在黑暗中站在歐羅巴的亮度上,我正在做一些信封的計算。” “大約……就像我在滿月在海灘上行走一樣明亮。”
根據提議在歐羅巴快船任務上飛行的相機的規格,Gudipati及其同事估計,航天器可以在月球黑暗的一面飛越期間看到歐羅巴的冰閃閃發光。歐羅巴的黑暗斑塊可能會揭示鈉富含鈉的區域,而更明亮的區域可能富含鎂。
但是,漢利警告說,在實驗室看到冰的光芒並不一定意味著它以歐羅巴的方式發生。木星的冰冷月球被高能電子擊中了20秒鐘。 “是否有一個可能會使鹽分分解的一點,而這種發光停止了?”她想知道。
同時,其他行星科學家並不相信歐羅巴的表面高度咸。這些研究人員,包括位於科羅拉多州萊克伍德的行星科學研究所的羅傑·克拉克(Roger Clark),認為歐羅巴上的鹽的明顯提示實際上是由酸性(例如硫酸)產生的。克拉克說,歐羅巴的表面可以塗在鹽和酸中。 “ [研究人員]接下來需要做的是照射酸……看看他們是否可以分辨出水冰和水冰的酸之間的差異。”
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