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被寄予厚望的欧罗巴探测计划

木卫二是太阳系中除地球外,最有可能存在生命的星球之一。它的冰层之下藏着庞大的全球液态水海洋,和地球海底热液生态类似的环境,完全可能孕育生命。

2014 年,瑞典皇家理工学院的洛伦兹・罗斯团队借助哈勃望远镜观测欧罗巴,宣布在其南极发现两股高达 200 公里的水蒸气羽流。

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NASA 随即调整欧罗巴探测计划优先级,推迟难度极高的钻冰着陆器方案,将欧罗巴快船号的科学目标聚焦于羽流探测,强化了空中采样和羽流识别的仪器设计。2024 年 10 月 14 日,欧罗巴快船号发射升空,开启六年的木星之旅。

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亲手推翻结论,三个误差坑了十二年

第一个误差来自图像定位偏移。哈勃望远镜观测 6 亿公里外的欧罗巴,其在图像中仅占不到 40 个像素,比手机屏幕的句号大不了多少。

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当年团队先入为主排除欧罗巴下半部分图像,仅用上半部分定位中心,导致实际位置偏移 2 个水平像素、1 个垂直像素,最终让边缘气体信号看起来像是从内部喷出的羽流。

第二个误差是忽略了氢外溢层。木卫二木星高能粒子轰击,冰面水分子被拆分为氢和氧,氢原子飞向太空形成一层稀薄的氢外溢层。

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2014 年的研究完全未考虑这层气体,误将氢原子的莱曼阿尔法紫外线信号当成了羽流信号。新研究完整纳入这一模型,将其信号从观测数据中减去后,所有疑似羽流的局部增强信号全部消失。

第三个干扰来自地球本身。研究团队还发现,地球的氢外溢层会对观测产生显著干扰。在 2018 年至 2020 年太阳活动极小期,地球氢原子密度比极大期高约 4 倍,会强烈吸收欧罗巴的莱曼阿尔法紫外线,导致观测信号被严重低估。

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综合这三个误差,当年被认为具备四西格玛显著性的羽流信号,实际显著性仅为 2.5 西格玛,远低于科学发现所需的三西格玛阈值,证明哈勃当年的数据根本无法证实羽流存在。

真相还要等 2030 年,欧罗巴仍有希望

不过这并不意味着木卫二没有生命存在的可能。目前已有磁场观测等多项证据证实,欧罗巴冰下确实存在巨大的液态海洋。

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木星的潮汐力会持续拉扯冰壳,可能让冰壳出现短暂裂缝,喷出少量水形成羽流,但这类羽流非常短暂且微弱,被厚厚的氢外溢层掩盖,哈勃望远镜无法捕捉。

所有疑问只能等到 2030 年 4 月揭晓。届时欧罗巴快船号将抵达木星,进行 49 次近距离飞掠,最近距离仅 25 公里。

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它携带的紫外光谱仪灵敏度是哈勃的 10 倍以上,能够捕捉到极其微弱的气体释放信号,哪怕是短暂的小规模羽流活动也无法逃过观测。

航天探索本就是不断修正认知的过程,欧罗巴的秘密即将在数年后全面揭晓。我们拭目以待,看这个太阳系最有可能存在外星生命的星球,究竟藏着怎样的惊喜。