木衛(wèi)二的內(nèi)部演化。鳴謝:Kevin Trinh/ASU
（神秘的星木地球uux.cn）據(jù)亞利桑那州立大學(xué)（金·巴普蒂斯塔）：木星的衛(wèi)星歐羅巴比地球的衛(wèi)星略小，是衛(wèi)歐最有希望搜尋外星生命的地方之一。
在木星系統(tǒng)中，羅巴木衛(wèi)二引起了科學(xué)家們的進(jìn)化特別興趣，因為有強(qiáng)有力的緩慢證據(jù)表明，營養(yǎng)物質(zhì)、木星水和能量有可能為地球以外的星木某種生命形式提供可居住的環(huán)境。此外，衛(wèi)歐木衛(wèi)二被認(rèn)為由四層組成(從表面到中心):冰殼、羅巴鹽水海洋、進(jìn)化巖石地幔和金屬內(nèi)核。緩慢
像地球一樣，木星歐羅巴的星木海洋接觸到巖石海底，這可能允許有利于生命的衛(wèi)歐巖石-水化學(xué)。一些科學(xué)家還認(rèn)為，海底可能有火山，可以為潛在的生物圈提供更多的能量和營養(yǎng)。
亞利桑那州立大學(xué)地球與太空探索學(xué)院的科學(xué)家Kevin Trinh，Carver Bierson和Joe O'Rourke使用Trinh編寫的計算機(jī)代碼研究了木衛(wèi)二在低初始溫度下形成的后果。他們的發(fā)現(xiàn)最近發(fā)表在科學(xué)進(jìn)展。
水合巖石可能是關(guān)鍵成分
木衛(wèi)二可能有海洋的變質(zhì)起源。雖然一些科學(xué)家對此進(jìn)行了推測，但Trinh和他的團(tuán)隊表明，如果木衛(wèi)二確實是由水合巖石形成的(即，巖石含有氫和氧)，那么木衛(wèi)二的內(nèi)部應(yīng)該足夠熱，足以直接從水合巖石中釋放水，形成海洋和冰殼。
“木衛(wèi)二海洋的起源很重要，因為月球支持生命的潛力最終取決于海洋形成過程中的化學(xué)成分和物理條件，”亞利桑那州立大學(xué)地球與空間探索學(xué)院的研究生助理凱文·崔恩說。
學(xué)分:亞利桑那州立大學(xué)
金屬芯的形成需要高溫
許多研究這顆冰冷衛(wèi)星的科學(xué)家認(rèn)為，木衛(wèi)二在吸積過程中或吸積后不久形成了一個金屬核心。亞利桑那州立大學(xué)的這項研究反駁了這一預(yù)測，相反，它認(rèn)為木衛(wèi)二可能直到吸積數(shù)十億年后才開始形成其金屬核心(如果它真的發(fā)生過的話)。
“對于太陽系中的大多數(shù)世界，我們傾向于認(rèn)為它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在它們完成形成后不久就已定型。這項工作非常令人興奮，因為它將木衛(wèi)二重新定義為一個其內(nèi)部在其一生中一直在緩慢進(jìn)化的世界。這為未來的研究打開了大門，以了解如何在我們今天看到的木衛(wèi)二上觀察到這些變化，”亞利桑那州立大學(xué)地球與空間探索學(xué)院的博士后研究學(xué)者卡弗·比爾森說。
金屬核心的存在與木衛(wèi)二的內(nèi)部熱量密切相關(guān)，這也可能被用來驅(qū)動海底火山活動，并有助于形成可居住的海底環(huán)境。然而，尚不清楚木衛(wèi)二是否產(chǎn)生了足夠的熱量來形成這樣的核心。Trinh的代碼計算熱量是如何在整個月球上產(chǎn)生和分布的，它使用的控制方程與許多地球動力學(xué)家使用了幾十年的方程相同。然而，該團(tuán)隊的新穎結(jié)果來自于挑戰(zhàn)木衛(wèi)二建模中常見的假設(shè):像木衛(wèi)二這樣的小衛(wèi)星可能是冰、巖石和金屬的冷混合物。
然而，所有這些過程都需要一個熱的內(nèi)部。像木衛(wèi)二這樣的小衛(wèi)星(約占地球質(zhì)量的1%)可能沒有足夠的能量來觸發(fā)或維持類似地球的過程——金屬核心形成、海底火山作用和正在進(jìn)行的巖石水地球化學(xué)——這意味著木衛(wèi)二的可居住潛力是不確定的。木衛(wèi)二形成的確切時間決定了從鋁的短壽命同位素的放射性衰變中可以獲得多少熱量。潮汐加熱(來自與木星和其他衛(wèi)星的引力相互作用)也決定了木衛(wèi)二內(nèi)部分離成不同層的速度。
木衛(wèi)二的海底可能是涼爽的，含水的，并且經(jīng)歷有限的(如果有的話)海底火山活動
這項研究表明，木衛(wèi)二上可能存在有限的熱液活動和海底火山活動，這可能會阻礙可居住性。然而，自信的預(yù)測需要更多的數(shù)據(jù)。
“木衛(wèi)二不僅僅是一個潮濕的小地球。這是一個特殊的世界，充滿了未解之謎，”亞利桑那州立大學(xué)地球與太空探索學(xué)院助理教授約瑟夫·奧羅克說。
2024年10月，美國宇航局計劃發(fā)射一艘名為木衛(wèi)二Clipper的飛船，該飛船應(yīng)于2030年4月抵達(dá)木衛(wèi)二。通過Trinh，Bierson和O'Rourke最近的工作，科學(xué)家將能夠更好地解釋來自木衛(wèi)二Clipper的數(shù)據(jù)，其主要目標(biāo)是評估木星的冰衛(wèi)星木衛(wèi)二的潛在生命條件。