【2025年06月03日訊】（記者吳瑞昌綜合報導）科學家長期認為木衛二表面冰層下，可能藏有一片廣闊的鹹水海洋，但缺乏確鑿證據。這次，詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡（JWST）最新觀測數據顯示，該衛星的冰層型態頻繁轉換，為冰殼下存在液態海洋的假設，提供一個有力的證據。
「木衛二」（Europa，歐羅巴）作為木星的四大衛星之一，受木星強大引力作用恆以一面朝向木星，使其呈現潮汐鎖定現象，並長期受到木星強磁場產生的帶電粒子轟擊。
數十年來，眾多天文學家一直認為木衛二內部由岩石與金屬核心構成，上面覆蓋廣闊海洋，海上面覆蓋著一層地質年齡不超過1.8億年的冰殼。他們還認為，潮汐彎曲產生的熱量使海洋保持液態，並驅動冰殼移動呈現類似板塊運動現象，將表面的化學物質擠壓到下面的海洋，但這一假設尚未證實。
這次，美國西南研究所（Southwest Research Institute）的研究團隊分析美國太空總署（NASA）的JWST太空望遠鏡於2022年11月底收集的木衛二光譜數據，發現不同的地方有不同種類的冰，且這些冰正快速轉換成不同型態。該研究成果於5月28日發表到《行星科學雜誌》。
地球水分子受到地球磁場和大氣層保護，使其凍結時多形成六方晶體的定形冰。宇宙中的冰晶，則容易受到來自太陽與宇宙中的帶電粒子和輻射的轟擊，使冰晶內部結構遭受破壞，形成一種無法定形的非結晶冰。因此，先前科學家認為木衛二的表面露出的水冰，也應該以不定形冰為主。
不過，西南研究所團隊研究JWST望遠鏡的光譜數據時，發現木衛二的表面不僅存有不定形冰，還有大量定形冰，且定形冰常伴隨裂縫、山脊與平原交織的混沌地形，部分區域冰晶型態變化周期僅15天左右。這顯示出其可能存在複雜的地質活動。
該研究團隊在這些被稱為「塔拉區」（Tara Regio）的混沌地形上，發現常見的氯化鈉、二氧化碳與過氧化氫（俗稱雙氧水），以及擁有同位素的二氧化碳，其原子質量為13，包含6個質子和7個中子。
這些發現進一步支持科學家對木衛二存在海洋的假設，同時為木衛二移居計劃性提供了新線索，未來NASA的「歐羅巴快船」（Europa Clipper）將多次近距離飛掠木衛二，有望進一步揭開這顆衛星的神祕面紗。
該論文的主要作者、約翰霍普金斯大學（Johns Hopkins University）應用物理實驗室的光譜學家理查德‧卡特賴特（Richard Cartwright）博士對西南研究所的新聞室表示，「我們認為在某些區域表面多孔且足夠溫暖，足以讓冰快速重新結晶。」
卡特賴特接著說，「此外，我們在塔拉區發現了包括氯化鈉（例如食鹽）等其它不尋常的物質。這些氯化鈉是最佳證據，而它可能源自其內部海洋。我們還發現，木衛二上存在二氧化碳和過氧化氫的證據，顯示這個地方的化學性質獨特且引人入勝。」
卡特賴特解釋，「這些二氧化碳13的來源還難以解釋，所有證據均指向其來自內部，且與塔拉區檢測到的普通二氧化碳來源的假設一致。」
美國西南研究所的烏吉瓦爾‧勞特（Ujjwal Raut）博士則表示，「我們結合JWST望遠鏡收集的新數據強烈表明，目前所看到的物質來自木衛二內部，或許是來自木衛二厚冰殼下方近20英里（30公里）的液態海洋。」
勞特接著說，「這片破碎的表面物質區域，可能表明地質運動過程將地下物質從下方推上來。當我們在地表發現有二氧化碳時，認為它很可能是來自地表下的海洋，而這些新發現是我們繼續探索的動力。」
