木卫二是木星的四颗最大卫星之一,其冰冷的外壳下有一个液态水海洋。在未来几年,科学家们希望向该星球发送探测器,以研究其海洋的化学成分并寻找可能的外星生命迹象。一个挑战是弄清楚照射到木卫二的辐射是否会篡改潜在的生命化学证据。
幸运的是,科学家们似乎不必太担心这个问题。研究人员使用计算机模型发现,木星的存在可以保护木卫二免受许多穿过太空的高能粒子的影响。虽然一些被称为宇宙射线的粒子会撞击木卫二,但它们造成的辐射剂量并不显著。研究人员在《天体物理学杂志通讯》中报告了这一发现。这意味着木卫二海洋中的化学物质及其可能包含的生命迹象将完好无损,以供未来研究。
粒子雨
2018年,美国宇航局喷气推进实验室的行星科学家汤姆·诺德海姆研究了木卫二上来自木星本身的辐射。他和他的团队发现,来自木星磁层(一个以行星磁场为标志的区域)的高能粒子无法到达木卫二表面以下几英寸的地方。
但这颗气体巨星并不是照射到卫星上的高能粒子的唯一来源。能量更高的粒子,被称为银河宇宙射线,从垂死恒星的残骸中穿过银河系。
因此,为了找出宇宙射线可能如何影响木卫二的海洋化学,诺德海姆和他的合作者创建了一个计算机模型。该模型模拟了宇宙射线如何与木卫二上的原子碰撞并发生反应,破坏这些原子并释放出更多的粒子雨。这些碰撞和反应会一直延伸到木卫二内部,直到这些粒子不再有足够的能量进行这些反应。
研究人员发现,银河宇宙射线及其产生的粒子雨可以延伸到木卫二表面以下几码。但这没什么大不了的。木星的磁层阻挡了许多来自木卫二的银河宇宙射线,即使该行星以低能量粒子沐浴其卫星表面。这意味着,由于木星的保护,撞击木卫二的银河宇宙射线剂量并不是很大。
“我认为就相对原始的物质位于地表之下这一点而言,这非常令人兴奋,”诺德海姆说。“你不需要挖得很深就能找到没有被辐射完全改变的物质。”
诺德海姆说,与在火星上寻找生命迹象相比,这是在木卫二上寻找生命迹象的一个优势。火星没有强大的磁场来保护其表面免受高能粒子的侵害,因此宇宙射线可能会严重影响其表面。另一方面,木卫二则享有我们太阳系最大气体巨星的保护。














