【資料圖】

長期以來，科研界對木星這兩顆衛(wèi)星“干濕分明”的差異由來主要提出了兩種假說。一種假說認為，在這些衛(wèi)星形成之初，木星附近的極端環(huán)境導致木衛(wèi)一無法留存水冰，使其從誕生之初便處于缺水狀態(tài)；第二種則認為，木衛(wèi)一與木衛(wèi)二在誕生時擁有相近的含水量，但木衛(wèi)一隨后在大氣逃逸與表面侵蝕等過程作用下逐漸失去了絕大部分揮發(fā)物。

為檢驗上述假說，法國艾克斯-馬賽大學、馬賽天體物理實驗室和美國西南研究院等機構(gòu)的研究人員借助先進的數(shù)值模型，將衛(wèi)星內(nèi)部熱演化與大氣逃逸機制耦合起來，并納入年輕木星系統(tǒng)中起主要作用的所有重要熱源：吸積、放射性衰變、潮汐和木星的強烈輻射。研究假設兩顆衛(wèi)星在形成之初均吸積了含水硅酸鹽。

結(jié)果揭示，在幾乎所有測試情景中，木衛(wèi)二都很可能保留其絕大部分揮發(fā)物；而木衛(wèi)一即便在最有利于大氣逃逸的條件下，也很難流失大量水分。這表明木衛(wèi)一極有可能在形成之初就由較為干燥、缺乏水合礦物的物質(zhì)組成。因此，如今觀測到的兩顆衛(wèi)星成分差異，并非后期演化的產(chǎn)物，而是木星衛(wèi)星形成時的原始環(huán)境條件的直接產(chǎn)物。這不僅挑戰(zhàn)了木衛(wèi)一在晚期丟失水分的假說，并有助于闡明伽利略衛(wèi)星（木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三和木衛(wèi)四）的誕生條件。

該研究成果最近已發(fā)表在美國《天體物理學雜志》上。

關(guān)鍵詞： 木星衛(wèi)星研究 法國