四十年前，旅行者號(hào)飛船拍攝了木星79顆衛(wèi)星之一歐羅巴的第一張?zhí)貙懻掌?。這些露出的褐色裂縫將月球的冰冷表面切成薄片，使歐羅巴的眼球看起來(lái)像是一條彎曲的球。從那以后的幾十年中，對(duì)外部太陽(yáng)系的訪問(wèn)已經(jīng)積累了足夠多的有關(guān)歐羅巴的信息，使其成為NASA尋找生命中的高度優(yōu)先調(diào)查目標(biāo)。

月球如此誘人的原因在于，它可能擁有生命所必需的所有成分?？茖W(xué)家有證據(jù)表明，冰表面下存在液態(tài)水之一，有時(shí)可能會(huì)噴入巨大的間歇泉中。但是沒(méi)有人能夠通過(guò)直接測(cè)量水分子本身來(lái)確認(rèn)這些羽狀流中是否存在水。現(xiàn)在，一支由美國(guó)宇航局位于馬里蘭州格林貝爾特的戈達(dá)德太空飛行中心領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際研究小組，首次在歐羅巴地表探測(cè)到了水汽。該團(tuán)隊(duì)通過(guò)世界上最大的望遠(yuǎn)鏡之一的夏威夷WM凱克天文臺(tái)凝視歐羅巴，測(cè)量了蒸氣。

確認(rèn)歐羅巴上方存在水蒸氣有助于科學(xué)家更好地了解月球的內(nèi)部運(yùn)作。例如，它有助于支持一個(gè)想法，科學(xué)家對(duì)此充滿信心，它有一個(gè)液態(tài)水海洋，可能比地球大兩倍，在月球厚厚的冰殼下面晃動(dòng)。一些科學(xué)家懷疑，羽狀流的另一種水源可能是不遠(yuǎn)于歐羅巴表面以下的融化水冰的淺水庫(kù)。木星的強(qiáng)輻射場(chǎng)也有可能從歐羅巴的冰殼中剝?nèi)ニw粒，盡管最近的調(diào)查反對(duì)這種機(jī)制作為觀測(cè)水的來(lái)源。

“在整個(gè)太陽(yáng)系中都發(fā)現(xiàn)了必需的化學(xué)元素(碳，氫，氧，氮，磷和硫)和能源，這是生命的三個(gè)需求中的兩個(gè)。但是，第三個(gè)(液態(tài)水)很難找到”他領(lǐng)導(dǎo)了水探測(cè)研究的美國(guó)宇航局行星科學(xué)家盧卡斯·帕加尼尼說(shuō)。“盡管科學(xué)家尚未直接檢測(cè)出液態(tài)水，但我們發(fā)現(xiàn)了下一個(gè)最好的東西：蒸氣形式的水。”

在今天發(fā)表在《自然天文學(xué)》雜志上的一項(xiàng)研究中，帕格尼尼和他的團(tuán)隊(duì)報(bào)告說(shuō)，他們檢測(cè)到歐羅巴釋放的水量(每秒5202磅，或2360千克)，可以在幾分鐘之內(nèi)填滿一個(gè)奧林匹克標(biāo)準(zhǔn)的游泳池。帕加尼尼說(shuō)：“然而，科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)水很少出現(xiàn)，至少有大到可以從地球上探測(cè)到的水量：“對(duì)我來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)工作的有趣之處不僅在于首次直接探測(cè)到歐羅巴上方的水，而且還包括在我們的檢測(cè)方法范圍之內(nèi)缺乏它。”

確實(shí)，帕格尼尼(Paganini)的團(tuán)隊(duì)在2016年至2017年的17個(gè)晚上的觀測(cè)中僅一次檢測(cè)到了微弱而又明顯的水蒸氣信號(hào)。從凱克天文臺(tái)觀察月球時(shí)，科學(xué)家們看到了歐洲大陸領(lǐng)先的半球或月球側(cè)面的水分子?？偸敲鎸?duì)著圍繞木星的月球軌道。(歐羅巴像地球的月球一樣，在重力上被鎖定在其宿主行星上，因此前半球始終面向軌道方向，而后半球始終面向相反方向。)

他們使用了凱克天文臺(tái)的近紅外光譜儀(NIRSPEC)，該儀通過(guò)它們發(fā)射或吸收的紅外光來(lái)測(cè)量行星大氣的化學(xué)成分。諸如水之類的分子在與太陽(yáng)輻射相互作用時(shí)會(huì)發(fā)出特定頻率的紅外光。