研究显示欧罗巴的神秘暗物质可能是海盐

时间：2021-06-13 11:52:04 来源：

在NASA-JPL模拟温度条件下的“Europa-In-A-CAN”实验室设置，在木星的冰冷月亮的表面上接近真空和重度辐射。

美国宇航局的新研究揭示了木星月球欧罗巴的一些地质特征的黑暗材料很可能是来自地下海洋的海盐，通过暴露于辐射而变色。海盐在欧罗巴表面的存在表明海洋正在与其岩石海底互动 - 在确定冰冷的月亮是否可以支持生活的重要考虑因素。

该研究发表在Geophysical研究信杂志中。

“我们对欧罗巴有很多问题，最重要，最难以回答的是生命？像这样的研究很重要，因为它专注于我们能够明确地回答的问题，就像是否可居住，“美国宇航局总部位于华盛顿州NASA总部的外包计划科学家说。“一旦我们有那些答案，我们就可以解决关于欧洲冰壳的海洋的更大问题。”

十多年来，科学家们想知道稻草的黑暗材料的性质，在欧罗巴表面上涂层长，线性骨折和其他相对年轻的地质特征。它与年轻地形的联系表明，材料从欧罗巴内部爆发，但数据有限，材料的化学成分仍然难以捉摸。

“如果它是下面的海洋的盐，那么加利福尼亚州帕萨迪纳州帕萨迪纳的喷气机推进实验室（JPL）的行星科学家的研究领导者凯文手是一种简单而优雅的解决方案。

一种确定性是，欧罗巴被木星强大的磁场产生的辐射沐浴。电子和离子与粒子促进剂的强度流入月球表面。提出解释暗物质的理论包括这种辐射，作为创造它的过程的可能部分。

以前的研究使用来自美国宇航局的伽利略航天器和各种望远镜的数据，将变色归因于欧罗巴表面的褪色至含硫和镁的化合物。虽然辐射加工的硫磺用于欧罗巴上的一些颜色，但新实验表明，照射的盐可以解释月球表面最小地区内的颜色。

为了识别暗物质，手和他的共同作者Robert Carlson，也在JPL，在实验室测试装置中创建了一个模拟的欧罗巴表面，用于测试可能的候选物质。对于每种材料，它们收集了光谱 - 这就像在由化合物反射的光中编码的化学指纹。

“我们把它称为我们的欧罗巴，”“手说。“实验室设置在温度，压力和辐射暴露方面对欧罗巴表面的模拟条件。然后可以将这些材料的光谱与由航天器和望远镜收集的那些进行比较。“

对于这种特殊的研究，科学家们在其真空室中测试了普通盐 - 氯化钠的样品，以及盐水和水的混合物，在其真空室中，在其寒冷的表面温度下减去280华氏度（减去173摄氏度）。然后，它们用电子束轰炸咸样品以模拟月球表面上的强烈辐射。

经过几十个小时的暴露于这种恶劣的环境，这对应于只有一个世纪的一个世纪欧罗巴，盐样品最初就像桌盐一样，变得黄棕色类似于冰冷的月亮的特征。研究人员发现这些样品的颜色，如在它们的光谱中测量，表现出由NASA伽利略任务成像的骨折内的颜色相似。

“这项工作告诉我们辐射烘焙钠氯化钠的化学特征是对欧罗巴神秘材料的航天器数据的引人注目的匹配，”手说。

另外，样品暴露于辐射的时间越长，所得到的颜色越深。手思考科学家可以使用这种类型的颜色变化来帮助确定从任何可能存在于可能存在于欧罗巴上的地质特征和材料的年龄。

以前的望远镜观察显示了研究人员在照射盐中看到的光谱特征的暗示。但是地球上没有望远镜可以用足够高的分辨力来观察欧罗巴，以确定它们。研究人员认为这可以通过与航天器访问Europa的未来观察来实现。

JPL在华盛顿省代理机构的科学使命董事会建立和管理NASA的伽利略使命，并正在为未来的欧罗巴开展一个概念。加州帕萨迪纳的技术研究所，管理美国宇航局的JPL。

出版物：K.P.手＆r.w.卡尔森，“欧罗巴的表面颜色表明海洋富含氯化钠，”地球物理研究信件，2015; DOI：10.1002 / 2015GL063559.

图像：NASA / JPL-加州理工学院

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