木星的冰冷海洋世界未来可能会成为很酷的旅行目的地

JUICE 开始工作了。欧洲航天局的木星冰卫星探测器昨天搭乘阿丽亚娜 5 号火箭发射升空，开始为期八年的木星系统之旅，研究木卫二、木卫三和木卫四，这三颗卫星是整个太阳系最大的卫星。

美国宇航局的木卫二快船将于 2024 年 10 月发射，但比 JUICE 提前一年到达目的地。这两艘飞船将自美国宇航局的伽利略探测器于 1995 年和 2003 年访问木星这颗气态巨行星以来，首次近距离拍摄木星的冰卫星。

史密森尼国家航空航天博物馆地球与行星研究中心的研究地质学家艾米丽·马丁说：“伽利略号任务使我们了解到木卫二拥有地下海洋。”伽利略号的发现激发了人们对所谓的“海洋世界”的兴趣，这些海洋世界厚厚的地表冰层下有液态水，可能是我们太阳系中寻找外星生命的最佳地点。木卫三和木卫四也可能是海洋世界。

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虽然伽利略号拍摄了一些鲜为人知的卫星的图像，但它无法像最初计划的航天器那样分析它们的表面，因为它的高增益天线（用于发回大量数据）从一开始就受到限制。因此，当 JUICE 于 2031 年抵达木星时，它将开始提供对木卫三和木卫四的首次真正高分辨率研究，并补充木卫二快船收集的木卫二数据。JUICE 将使用其激光测高仪绘制这三颗卫星的详细地形图，并使用对磁场和引力场的测量以及雷达来探测它们的内部结构。

“伽利略号进行了侦察，”马丁说，“现在 JUICE 可以回去进行深入挖掘。”

木星的卫星上有水吗？

如果人们知道一颗木星卫星，那很可能就是木卫二：这颗冰冷卫星的地下海洋一直是科幻书籍和电影的焦点。但马丁对 JUICE 可能在木卫四上发现的东西特别兴奋。它是木星的第二大卫星，轨道比木卫二或木卫三更远。它似乎在地质上不活跃，可能没有分化，这意味着木卫四的内部还没有分离成在其他行星和卫星中看到的地壳-地幔-核心层。

尽管低调，但伽利略号任务的数据表明，卡利斯托可能像木卫二和木卫三一样拥有液态海洋。了解这一切是如何发生的，以及看看卡利斯托内部的真实面貌，可以帮助太空研究人员更好地了解木星所有卫星是如何演化的。

“从某种方面来说，卡利斯托是木卫三的原型，”马丁说。

火星之后是什么？

卡内基科学研究所天文学家斯科特·谢泼德表示，有趣的不仅仅是卡利斯托的内部。它是唯一一颗绕木星巨大磁场中强辐射带运行的大卫星，这种辐射可以摧毁航天器的电气系统和人类探险者。谢泼德说：“如果人类要在木星的卫星上建立基地，卡利斯托将是首选。它可能是通往外太阳系的门户。”

JUICE 将飞越木卫二，然后飞越木卫四，最后进入木卫三轨道，木卫三是太阳系中最大的卫星。木卫三直径约为 3270 英里，比直径为 2578 英里的水星还要大。

惠顿学院地质学、物理学和天文学教授杰弗里·柯林斯表示，他对此次任务的木卫三部分最为兴奋。“这是我们第一次绕行这样的星球，我知道我们会对发现的东西感到惊讶。”

如果木卫三的冰冻外壳下存在液态水海洋，那么它的地壳有多深，以及它疑似的地下海洋是一个巨大的水池还是由一层冰冷或岩石地幔组成的液体组成。JUICE 将是第一个为科学家提供这些问题真正答案的任务。

“即使 JUICE 只能让我们对木卫三的了解达到 20 或 30 年前对火星的了解水平，这也将是我们现在所知的一大飞跃，”柯林斯说。“这将是改写教科书的那种东西。”

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JUICE 从木卫三和木卫四收集到的任何线索都可能不仅适用于木星及其冰冷的卫星。马丁表示，它们可以告诉我们，当我们从太阳系更远的地方看时，会发生什么。

“它为不同类型的海洋世界系统提供了背景，这对系外行星系统具有更广泛的影响，”她说。“我们越能理解我们太阳系中海洋世界系统之间的差异和相似之处，我们就越能为理解我们在其他太阳系中不断发现的行星系统做好准备。”