新视角揭示土卫六与木卫二的复杂性，挑战“海洋世界”理论
在太阳系已知的数百颗卫星中，最令人着迷的莫过于科学家认为在其冰壳表面下隐藏着全球性海洋的那少数几颗。然而，其中两个隐藏的海洋可能并不像科学家们曾经希望的那样充满希望，这为那些对寻找地球以外生命感兴趣的人们留下了新的疑问。
这些结论来自两篇独立的研究论文，均于12月17日发表。其中一篇发表在《自然》杂志上，科学家们重新审视了美国宇航局（NASA）已于2017年结束的卡西尼号任务收集的关于土星最大卫星土卫六的数据。研究表明，这颗卫星先前被假设的内部水海洋更像是冰泥混合物，仅存在零星液态水袋。另一项研究发表在《自然·天文学》上，并在美国地球物理联合会年会上展示。科学家们利用NASA朱诺号任务对木星迷人的卫星木卫二的新观测数据，发现其冰壳相当厚，这降低了其海洋与地表发生物质交换的可能性。
土卫六的秘密
首先，让我们看看土卫六。在迄今为止科学家近距离观察过的所有地外天体中，它是最引人入胜的之一。在表面，土卫六是一个与地球相似但又有其独特性的世界——液态碳氢化合物塑造着水冰构成的地貌，就像地球上的海洋流过岩石地壳一样。这种动态地质使其成为唯一一颗表面可能存在宜居条件的卫星。
科学家们也曾怀疑，在土卫六多变的地表之下，是否隐藏着一层由水和氨构成的海洋。对卡西尼号任务数据的某些解读曾支持这一观点：科学家们注意到，如果冰壳直接位于固态内核之上，某些地表特征的移动幅度远超预期。
但总体而言，任务数据并未完全符合这一理论，这让科学家们感到困惑。因此，某中心喷气推进实验室的行星科学家弗拉维奥·彼得里卡与其他研究人员一起，重新审视了全部数据集合。他们现在提出，土卫六实际上并不存在全球性的地下海洋，而是充满了冰泥，其间偶尔散布着完全融化的水袋。彼得里卡承认，这将彻底改变科学家们对土卫六的看法。“有时，想象土卫六没有海洋仍然令人震惊，”他说。
未参与这项新研究的杨百翰大学行星科学家贾尼·拉德堡表示，这种新的解释确实比以往任何尝试都更好地整合了所有现有数据。两位科学家都同意，即使地下海洋层一直只是幻象，这颗卫星本身依然魅力不减。
土卫六的下一位机器人访客将是NASA的“蜻蜓”任务，计划于2028年7月发射。这辆汽车大小的八旋翼飞行器将在土卫六的冰原沙丘上空飞行，为科学家提供前所未有的卫星表面视图。但该任务还将携带一台地震仪，用于监听土卫六内部的隆隆声和震动——科学家们可以将这些数据转化为对卫星结构的更深入理解。
拉德堡说，尽管“蜻蜓”的观测将极具吸引力，但我们无需等待该任务在行星际着陆，就可以继续探索土卫六的秘密——尤其是当来自先前任务的观测能提供像这样的新发现时。
“我们需要继续检查现有的航天器数据，”她说。“只要我们仔细观察，总能发现新的东西。”
木卫二的谜团
尽管土卫六可能失去了其全球性海洋，但木星卫星木卫二的海洋在科学上仍然是可能的——但它可能被困在比科学家们希望的要更厚的冰壳之下。
迄今为止，研究人员对木卫二冰壳厚度的估计范围从不到两英里到多达20英里（3到30公里）不等。但这些都只是估计。具体细节至关重要，因为木卫二的冰壳布满了裂缝；如果冰壳足够薄，且裂缝足够深，就可能让物质在这颗冰卫星的表面与其隐藏的海洋之间穿行。
然而，NASA朱诺号任务收集的木卫二新观测数据表明，其冰壳厚度处于科学家估计范围的较厚一侧，接近20英里深——尽管具体深度取决于海洋的盐度。
朱诺号任务的项目科学家、某中心喷气推进实验室的天体物理学家史蒂文·莱文表示：“此前一直存在理论上的争论，但这几乎是第一次直接的物理测量。”
这一计算基于朱诺号微波辐射计的数据，该仪器原本设计用于探测木星大气深处，但现在也转向分析这颗气态巨行星最大卫星的内部结构。莱文指出，由于朱诺号航天器现有环绕木星轨道的限制，该测量仅基于大约五分钟的数据。
研究人员强调，他们的工作仍然是一种估计，并且分析仅限于木卫二赤道区域的一条地带，这意味着冰壳在其他区域可能更薄或更厚。
我们对木卫二的了解也将受益于未来的任务——目前已有两个任务正在前往研究木卫二及其邻居。NASA专门的“木卫二快帆”任务将于2030年抵达木星，确定木卫二冰壳的厚度是其三大首要任务之一。某机构的木星冰卫星探测器将于次年抵达这颗巨行星，并提供更多观测数据。
