詹姆斯·韦伯太空望远镜与土卫二之间的距离是卡西尼号曾一度获得过观测数据,但这并没有阻止它揭示关于这颗探测器错过的小而迷人的卫星的信息。事实上,科学家们已经透露,卡西尼号未能拍摄到土卫二水柱的全貌,只发现了迄今为止最大的水柱。
即将在《自然天文学》杂志上发表的一篇论文报告称,该水柱横跨 10,000 公里(6,000 英里)——从地球上的罗马到旧金山——并且比土卫二本身还要小。“当我查看数据时,一开始,我还以为我错了。探测到水柱比月球大 20 倍以上,这真是太令人震惊了,”主要作者 Geronimo Villanueva 在一篇论文中说道陈述。
这土星卫星土卫二南极附近的发射,让这颗之前不引人注意的卫星成为行星科学家最优先考虑的卫星。土卫二不仅是六颗(或)太阳系中最大的天体,其海洋隐藏在冰壳之下,但它经常将部分海洋喷入太空,其中一些颗粒最终成为。
卡西尼号在土卫二南极拍摄到的水柱,詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的图像显示了土卫二(白色方块)与水柱相比有多么小。
图片来源:NASA、ESA、CSA、STScI 和 G. Villanueva(NASA 戈达德太空飞行中心)。图片处理:A. Pagan(STScI)
结合土卫二的发现维持生命所需的能量——至少是我们所知道的生命——这意味着羽流样本的珍贵无比。羽流中很可能含有生物活动的证据,表明宇宙中充满了生命。
鉴于航天器要花很长时间才能准备好收集羽流样本,我们能获得的每一点信息都是宝贵的。当詹姆斯·韦伯太空望远镜最近将焦点转向这个方向时,它不仅获得了一点信息,还记录了一次爆发的规模。“它非常巨大,”自然戈达德太空飞行中心的萨拉·法吉博士在上周的一次会议上说道。
测量到的释放速度为每秒 300 公斤(660 磅),与卡西尼号 15 年前发现的速度相似,表明几乎没有变化。其中约 30% 停留在一个弥散的环中,土星的 E 环位于其中心,而其余 70% 则分散在整个土星系统中。
土星的卫星土卫二喷出水,在这颗气态巨行星周围形成了一个环。
图片来源:NASA、ESA、CSA、STScI、Leah Hustak (STScI)
卡西尼号于 2005 年首次发现该间歇泉的存在。在随后的飞越中,该探测器提供了对该间歇泉的观测数据。? 靠近月球南极物质如何从内部海洋到达表面及更远的地方。
由于建造卡西尼号时,间歇泉还不为人所知,因此它并非为采集喷出的水流而设计的。尽管如此,它还是成功揭示了二氧化硅颗粒的存在,这表明海洋混合得足够好,以至于海底的物质能够进入这些喷泉喷发的裂缝中。
然而,距离太近的东西很难看清楚,更不用说内部了,所以卡西尼号无法完全了解羽状云的大小。这就是詹姆斯·韦伯太空望远镜的用武之地。这架太空望远镜只用了 4.5 分钟的宝贵时间,就发现了比任何卡西尼号都能发现的云都要大得多的云,延伸到太空深处的距离比它来自的卫星的直径还要远。
尽管发现了 CO2此前在南极地区也曾发现过这种现象。此次搜寻以及其他重大问题将不得不等待詹姆斯·韦伯太空望远镜对土卫二进行更长时间的观测,而这项工作确保了这一点。
Faggi 博士没有透露更多信息,只是表示要等待论文,论文显然会估算出释放的水量及其温度——詹姆斯韦伯太空望远镜尤其适合估算这些温度。更重要的是,詹姆斯韦伯太空望远镜的图像可能揭示出该羽流的一些成分,甚至可能包括“我们还将迎来更多的惊喜,”法吉向《自然》杂志如是说。
虽然羽流的大小意味着未来的任务可以在更大的区域收集样本,但如果我们要向土星发射一个距离十亿公里的飞行器,我们可能希望低空飞行,从物质最密集的地方收集样本。如果我们不扔下正好撞进裂缝。然而在那之前,詹姆斯·韦伯太空望远镜第二轮它将花费六倍的时间观察土卫二,这表明詹姆斯·韦伯太空望远镜的调度人员认为首次观测就像法吉所暗示的那样富有成效。
同时,自然报道称,同一场会议上还有来自,戈达德的同事科学家杰罗尼莫·维拉纽瓦博士报告了在木卫二上发现二氧化碳的情况。
《自然天文学》论文的预印本可以浏览此处。
本文已更新,包括预印本论文和 NASA 声明和插图。