木星的磁气圈从木卫四表面的冰中撞击分子并不能解释大气中氧气的数量

黄俊琼

科学家们模拟了木星磁层等离子体辐射木卫四大气的热、高能成分，模拟了木卫四轨道附近的(a)质子、(b)氧离子、(c)硫离子和(d)电子的差分数通量谱。曲线显示了(黄色)热等离子体和(蓝色)高能等离子体的拟合。电子的橙色曲线代表从热状态到高能状态的转变。红点和绿点表示在木卫四轨道位置附近从朱诺观测到的每个群体。每个面板中的黑色虚线示出了所有离子种类的差分离子通量的总和。鸣谢:地球物理研究杂志:行星(2023)。DOI: 10.1029

（）据美国物理学家组织网（鲍勃·伊尔卡）：一个隶属于美国几个机构的科学家小组测试了一个解释木星卫星之一木卫四大气中氧气含量的理论，并发现该理论存在不足。在他们发表在《地球物理研究杂志:行星》上的论文中，该小组描述了他们如何测试该理论和其他可能的研究途径。

木卫四的大小仅次于木星最大的卫星木卫三。它也是陨石坑最多的地方。最近，由于其大气中含有大量无法解释的氧气，木卫四成为了更多关注的对象。

先前的研究表明，木卫四有一个厚厚的地壳，下面可能是海洋，但其组成仍然不清楚——它可能是含有一些冰的地壳，或者大部分是冰。一段时间以来，人们还知道木卫四的大气中氧气含量很高。仍然是个谜的是氧气是如何到达那里的，以及它为什么会持续存在。解释其存在的一个主要理论是，木星强大的磁气圈可能正在撞击木卫四表面冰层中松散的氢、水和氧分子。在这项新的努力中，研究人员测试了这一理论。

这项工作包括模拟木星磁层的热和能量成分——特别是它的等离子体——并估计它进入木卫四大气层和表面的能量。接下来，他们根据暴露量计算出应该释放的氧气量。然后，他们将木卫四大气中的氧气含量(根据他们的计算)与实际含量进行了比较，发现了巨大的差异。大气中的氧气比木星磁层的影响所能解释的要多得多——多了两到三个数量级。

这使得氧气的来源完全是个谜。研究小组认为，从即将到来的任务中，如欧空局的JUICE和NASAs Europa Clipper，可以了解更多信息。