臺北市立天文科學教育館

自1979年航海家號探測器飛越木星及其衛星系統以來，科學家一直在猜測木衛二的內部存在生命的可能性。根據行星模型推論，認為木衛二擁有有岩石和金屬核心、地殼和地函，在地殼之上有深度約100至200公里的液態水海洋。科學家推測，因木星強大重力所產生的潮汐效應造成內部物質相互擠壓扭曲和摩擦，加熱地函，並且在其與海洋交界處，形成類似地球的海底火山熱液噴泉。而且，或許有機會在噴泉周圍演化出依靠其能量與化學物質維生的厭氧生態系統。

圖說：科學家推論木衛二可能的地質結構，在冰質地殼下擁有廣闊的地下海洋，在海底的火山熱液噴泉四周，有機會發展出類似地球上的厭氧生態系統。圖片來源： Phy.org。 

調查木衛二潛在的宜居性是NASA木衛二快艇任務的主要目的，該任務將於2024年10月10日發射，並於2030年4月抵達木星周圍。為了調查木衛二的宜居性，木衛二快艇任務有三個主要科學目標。包括描述冰質地殼和其中的地下水的特徵、它們的成分、海洋的特性以及表層冰質地殼和海洋之間物質與狀態交換的過程；辨識地表和大氣中所有非冰物質成分，包括含碳化合物；並描述地質表面特徵。由於宜居性取決於許多相互依賴的物理和化學反應及變化過程，因此以下儀器將綜合多種測量結果。

木衛二成像系統(EIS)相機系統，由廣角和窄角相機組成，每個相機都有一個八百萬像素感測器，用於拍攝木衛二的高解析度影像，研究地質活動、測量地表的高度分布。還有木衛二熱成像系統(E-THEMIS)，能辨識出木衛二表面可能有溫暖液態水，或者正在噴出液態水的區域，並測量表面紋理了解地表的小尺度特性。木衛二紫外線光譜儀(Europa-UVS)，用於確認木衛二大氣氣體和表面物質的成分，並在木衛二附近搜尋噴流活動跡象。行星探索質譜儀(MASPEX)將分析木衛二稀薄大氣中的物質組成，並研究地下海洋的化學成分、海洋和表面如何進行物質交換，以及宇宙射線如何改變冰質地殼表面的化合物組成。

為了探測木衛二周圍的電漿和磁力分布，木衛二快船磁力計(ECM)將確認地下海洋是否存在，並測量海洋的鹽度和深度，測量木衛二冰質地殼的厚度，以及研究木衛二大氣如何與木星的電離層相互作用。電漿磁探儀(PIMS)將測量木衛二的電離層和在木星磁場中所捕獲的電漿樣本。它還將嘗試辨識並區分木星磁場，和攜帶有關地下海洋資訊的木衛二感應磁場。重力和無線電科學(G/RS)儀器將測量木衛二表面的重力分布，研究木衛二地表的曲率分布並揭示其內部結構。同時，海洋-近地表偵測雷達(REASON)將探查木衛二的冰質地殼，尋找木衛二的地下海洋，並研究冰殼的結構和厚度。它還將研究冰質地表的高度、組成和粗糙程度，並在其大氣層中尋找噴流的跡證。最後，木衛二繪圖成像光譜儀(MISE)將進行化學分析，繪製木衛二上冰、鹽、有機物和地質熱點的分佈圖。表面灰塵分析儀(SUDA)將搜尋因隕石撞擊噴濺和由冰殼間隙噴出的噴流，所挾帶的物質碎片。進一步確定這些物質的化學成分和來源場所，並為木衛二的地下海洋鹽度提供詳細資訊。

科學家將藉由木衛二快船的探測，瞭解關於木衛二的所有資訊。而這些都將為未來的太空任務提供最佳的參考資訊。例如，分析地表的高解析度影像，將能夠定出最有科學意義和最安全的登陸地點。了解冰質地殼的厚度和成分將有助於設計專門用於穿透冰層的特殊鑽頭與設計探鑽方式，甚至可以穿透冰殼直達地下海洋。（編輯／蔡承穎）

資料來源：Phy.org。