“朱諾”探測器傳回木衛三蓋尼米德北極的圖像——那裡常年下着等離子雨
科學飛船“朱諾”不停歇地環繞并觀測木星及其衛星，迄今已達4年之久，盡管如此，它仍有許多驚喜要與我們分享。“朱諾”第一次成功地對太陽系中最奇怪的天體之一——木衛三蓋尼米德的北極進行了拍攝。
圖解：
木衛三——蓋尼米德的北極 圖源：nasa/jpl-caltech/swri/asi/inaf/jiram
這些圖像顯示，在木衛三的北極，來自木星磁層持續不斷的等離子雨極大地改變了這顆衛星的表面冰層。事實上，蓋尼米德是一顆不同尋常的衛星，它是整個太陽系中體積最大品質也最大的衛星，其直徑達到5268千米（3272英裡）。蓋尼米德在規模上可以單挑整個矮行星類别的所有星體，它的體積甚至超過水星。（然而水星密度更大，它就像一個“水果蛋糕”行星。）
蓋尼米德的最内層是液态的鐵核，外面被液态的海洋環繞，表面則是冰凍的外殼，這是一顆由水冰和矽酸鹽岩石組成的星球。人們認為正是這個液态的鐵芯使得蓋尼米德與衆不同——這是太陽系唯一一顆自帶磁層的衛星，而該磁層正是由其鐵核中的對流産生。
由于蓋尼米德在木星的行星磁場中環繞其運作，他自身的磁層也是以身處木星的磁場之中。當等離子體粒子——主要是電子沿着複雜的磁場線加速時就産生了極強的等離子體波。此外，粒子沿磁場線的加速運動還會帶來一種效應——極光。在地球上，這些粒子會被疏導至兩極地區，在那裡它們會和大氣層中的原子互相作用并為我們上演令人驚歎的燈光秀。
相較之下，蓋尼米德的大氣層幾乎可以忽略不計，是以大量的等離子體粒子會被直接抛射到這顆衛星的表面。由朱諾攜帶的木星極光紅外成像儀（jiram）傳回的最新紅外圖像顯示，持續的等離子體降雨對這顆衛星表面的影響十分顯著。來自意大利國立天體實體研究所的“朱諾”項目聯合研究員亞曆山德羅∙穆拉說到：“jiram的資料表明，覆寫并環繞蓋尼米德北極的冰層已被等離子體沉積所改變。由于我們終于能夠觀測蓋尼米德北極的全貌，這也是我們第一次通過朱諾獲悉這一現象。”
蓋尼米德極地的冰層與月球赤道的冰層相比，其紅外特征明顯不同。分析顯示，這是因為等離子體雨改變了冰晶的結構。在地球上，以及蓋尼米德表面的大部分地區，絕大多數冰分子的結構都是十分有序的六邊形結構。但在特定條件下，這種整齊排列的結構會陷入無序的混亂結構，這種無序的形式被稱作無定形冰。盡管在地球上無定形冰很罕見，但在太空中它卻是很常見的，例如在星際雲的塵埃、彗星或冰體之中都能夠發現它的身影。
在木星衆多的衛星之中，木衛二歐羅巴，木衛三蓋尼米德和木衛四卡利斯托都被冰雪覆寫。有趣的是，他們的冰層特征不盡相同：卡利斯托的冰是晶體狀的，歐羅巴的則是無定形冰，而蓋尼米德的冰層則是奇怪的混合體。
先前的研究發現，這種現象可能與衛星和木星之間的距離有關。歐羅巴距離木星最近，是以其受到木星磁層産生的輻射帶的影響最大；相反卡利斯托距離木星最遠，受到的輻射也較少。蓋尼米德介于兩者之間，且科學家之前層提出它本身的磁場會将輻射導向其兩極，使得那裡的無定形冰更加聚集。現在朱諾的資料也證明了這點，jiram團隊相信，由于其極地持續受到帶電粒子的“轟炸”，那裡的冰很難形成晶體結構。
接下來的觀測還将為我們揭示更多關于這個迷人現象的更多資訊，盡管朱諾的首要任務是觀測木星，但許多“支線任務”也正在規劃中。歐洲航天局（esa）正計劃于2022年發射一顆名為木星冰系衛星探測器（juice）的軌道飛行器，專門用于觀測蓋尼米德、歐羅巴以及卡利斯托。相較于單獨觀測蓋尼米德，這些比較性的觀測将揭開更多關于蓋尼米德冰層，以及木星輻射帶影響的謎團。
by: michelle starr
fy:小北口
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