韦伯望远镜发现从土星的一颗卫星逸出的高耸的水柱

西南研究所的两名科学家是詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)团队的一员，该团队观察到一股超过6英里长的高耸水蒸气羽流 - 大约是从美国到日本的距离 - 从土星的卫星土卫二表面喷出。鉴于NASA JWST第000周期的这一发现，SwRI的Christopher Glein博士也获得了第1周期的分配，用于研究羽流以及表面的关键化合物，以更好地了解这个海洋世界的潜在可居住性。

在对土星系统长达13年的侦察中，卡西尼号宇宙飞船发现土卫二有一个液态水的地下海洋，卡西尼号分析了样本，冰粒和水蒸气的羽流从月球冰冷表面的裂缝喷发到太空中。

“土卫二是太阳系中最具活力的物体之一，也是人类寻找地球以外生命的主要目标，”外星海洋学专家格莱因说。他是最近被《自然天文学》接受的一篇论文的合著者。“自从美国宇航局的卡西尼号宇宙飞船首次观察土卫二以来的几年里，我们从未停止对这个非凡的月球上发生的事情感到惊讶。

再一次，用韦伯的近红外光谱仪进行的最新观测产生了显着的结果。

“当我查看数据时，起初，我认为我一定是错的，绘制超过月球直径20倍的羽流是如此令人震惊，”美国宇航局戈达德太空飞行中心的Geronimo Villanueva说。“羽流远远超出了我们的想象。

韦伯的敏感性揭示了一个关于土卫二的新故事，以及它如何为土星及其环的整个系统供水。当土卫二在短短33小时内围绕这颗气态巨行星旋转时，月球喷出水，留下一个光晕，几乎像甜甜圈一样。羽流不仅巨大，而且水扩散到土星密集的E环上。JWST数据表明，大约30%的水留在月球尾迹中，而另外70%的水逃逸以供应土星系统的其余部分。

“韦伯的观测首次直观地说明了月球的水蒸气羽流如何在环面的形成中发挥作用，”SwRI的Silvia Protopapa博士说，他是太阳系冰体成分分析的专家，也是周期1团队的成员。“这是韦伯非凡能力的惊人证明。我很高兴能成为第2周期团队的一员，因为我们开始寻找土卫二上可居住性和羽流活动的新迹象。

受到韦伯第一次短暂瞥见土卫二的令人难以置信的发现的刺激，格莱因正在领导同一个团队，该团队将在明年与JWST一起再次观察土卫二。

“我们将寻找可居住性的具体指标，例如有机特征和过氧化氢，”Glein说。“过氧化氢特别有趣，因为它可以提供比我们以前发现的更有效的代谢能量来源。卡西尼号没有给我们一个明确的答案，说明土卫二上这种强氧化剂的可用性。

新的观测结果将为搜索地表的可居住性指标提供最佳的远程机会，与周期10相比，信噪比最多可提高1倍。了解羽流释气的时间变化对于规划未来针对羽流的行星科学任务也很重要。

“韦伯可以作为卡西尼号和拟议的生命搜索任务Orbilander之间的桥梁，”Glein说。“在第2周期之后，如果海洋样本广泛分布在土卫二表面，而不是在南极附近，我们将有更好的想法。接下来的这些观测可以帮助我们确定Orbilander是否可以访问赤道附近的海洋样本，这可能有助于我们更快地回到土卫二。