自从卡西尼号太空船在近 20 年前发现土卫二间歇泉喷出的水蒸气羽流以来，的冰雪覆盖的海洋月亮一直是热门话题。
詹姆斯·韦伯太空望远镜现在已经看到了迄今为止最大的羽流。该望远镜极其灵敏的眼睛测量到了水蒸气的喷发，喷射到了至少 10,000 公里（超过 6,000 英里）的太空中。它大约是土卫二本身大小的 20 倍，它让科学家们前所未有地了解了土卫二是如何形成的。月亮的间歇泉为土星的冰环提供物质。
“当我查看数据时，一开始我以为我一定是错的，绘制出直径超过 20 倍的羽流真是令人震惊。月亮,”行星科学家杰罗尼莫·维拉纽瓦说美国宇航局戈达德太空飞行中心。
“羽流的延伸远远超出了我们的想象。”
卡西尼号在 2005 年探测到的间歇泉改变了我们对这颗冰冷卫星的一切看法：它们证明土卫二并非像之前认为的那样是一个固体、冰冻的球体，在其厚厚的冰壳下潜伏着全球液态海洋，通过土卫二产生的热量保持液态。它与土星的引力相互作用。
而只要有液态水，。
这仍然是一个悬而未决的问题，因为在外星世界上穿过数公里的冰层来寻找可能只不过是微生物的东西并不简单。但土卫二也因其他原因而令人着迷——其中最重要的是它对土星环系统的贡献。
2011年，科学家们使用赫歇尔红外天文台发现土卫二不仅仅是主动地将水随机喷入太空。它的间歇泉会产生一个弥漫而模糊的环形环或环面，由微小的冷冻颗粒组成，主要是水冰，还有一些微量的硅酸盐、二氧化碳和氨。它的中心位置与土星 E 环（土星环的第二外层）和土卫二的轨道相同。
“土卫二绕土星的轨道相对较快，只有 33 小时。当它绕土星旋转时，月亮它的喷流基本上会喷出水，在其尾迹中留下一个光环，几乎像甜甜圈一样，”维拉纽瓦解释说。 “在韦伯的观测中，不仅羽流巨大，而且到处都是水。”
水蒸气在太空中很难找到，因为它在大多数波长下往往是透明的。然而，在红外线中，水蒸气会发出荧光，这就是为什么红外赫歇尔天文台能够在 2011 年探测到环面的原因。JWST 是一台红外望远镜，其性能比赫歇尔望远镜强大得多。
2022 年 11 月，JWST 仅收集了 4.5 分钟的土卫二数据。这足以捕捉到有史以来最大的羽流喷发月亮– 为羽流如何进入环面提供直接证据。
根据这些数据，研究小组可以确定羽流的喷射率。在进行观测时，土卫二以每秒 300 升（79 加仑）的速度喷出水蒸气。大约是这样两个浴缸的水量。想象一下在半秒内注满浴缸所需的水压。以后你可能就没有浴缸了。
研究人员还计算出，大约 30% 的水蒸气会留在圆环内。剩下的 70% 供应土星系统的其余部分，包括冰环和土星的高层大气。
可悲的是，这些羽流似乎太分散，无法检测到科学家希望通过收集可能存在的生命分子迹象。。但这有助于缩小当天体生物学任务到达冰冷的月球时寻找生物分子的地点和方式。
而且，在土卫二表面，研究小组检测到了一些可能是氰化物的物质。氰化物虽然有毒，但一个在地球上，如果它在土卫二表面，它的存在将非常有趣。
在第二轮观测中，JWST 将返回土卫二进行更长时间的观察。科学家希望这将为土卫二上存在生命的可能性提供更多线索。特别是，研究人员将寻找过氧化氢，一种具有广泛功能的生物分子。
“土卫二是太阳系中最具活力的天体之一，也是人类寻找地球以外生命的主要目标，”地球化学家克里斯托弗·格莱因说西南研究院.
“自从美国宇航局卡西尼号宇宙飞船首次观察土卫二以来，我们一直对这颗非凡的卫星上发生的事情感到惊讶。”
该研究已被接收自然天文学，并且有预印本通过美国宇航局网站。
