當冰冷的，充滿海洋的月亮歐羅巴繞木星運行時，它可以承受無情的輻射沖擊。木星使歐羅巴的表面晝夜不停地與電子和其他粒子接觸，使其浸透高能輻射。但是，當這些粒子撞擊月球表面時，它們可能也在做一些超乎尋常的事情：使歐羅巴在黑暗中發(fā)光。

美國宇航局位于南加州的噴氣推進實驗室的科學家進行的新研究首次詳細介紹了輝光的外觀，以及它可能揭示出歐羅巴表面冰的成分。不同的咸味化合物對輻射的反應不同，并發(fā)出自己獨特的微光。用裸眼看，這種輝光有時看起來是綠色的，有時看起來是藍色或白色的，并且亮度不同，這取決于它是什么材料。

科學家使用光譜儀將光分離為波長，并將不同的“特征”或光譜連接到不同的冰成分上。像歐羅巴這樣的月球上使用光譜儀進行的大多數(shù)觀測都是在月球白天通過反射的陽光進行的，但是這些新結果闡明了歐羅巴在黑暗中的外觀。

JPL的主要作者Murthy Gudipati說：“我們能夠預測到這種夜間冰霜可以提供有關歐羅巴表面成分的更多信息。這種成分的變化方式可以為我們提供有關歐羅巴是否具有適合生活條件的線索。”自然天文學中的9 。

這是因為歐羅巴擁有巨大的全球內(nèi)部海洋，該海洋可能會通過月球厚厚的冰殼滲透到地表。通過分析表面，科學家可以了解更多有關下面的內(nèi)容的信息。

閃耀光芒

科學家從先前的觀察中推斷出，歐羅巴的表面可能是由冰和地球上常見的鹽類混合物制成的，例如硫酸鎂(瀉鹽)和氯化鈉(食鹽)。這項新的研究表明，在類似歐羅巴的條件下，將這些鹽摻入水冰中，并用輻射對其進行爆炸會產(chǎn)生輝光。

這么多不足為奇。容易想象照射的表面會發(fā)光?？茖W家們知道，這種光輝是由高能電子穿透表面，使下方的分子通電而引起的。當這些分子放松時，它們將能量釋放為可見光。

聯(lián)合撰寫這項研究的JPL的Bryana Henderson說：“但是我們從來沒有想到我們會看到最終看到的東西。” “當我們嘗試使用新的冰塊時，它的外觀看起來有所不同。我們都盯著它看了一會兒，然后說：'這是新的，對嗎?這肯定是另外一種光澤嗎?' 因此，我們將光譜儀對準了它，每種類型的冰都有不同的光譜。”

為了研究歐羅巴表面的實驗室模型，JPL團隊為歐羅巴的高能電子和輻射環(huán)境測試(ICE-HEART)建造了一種稱為“冰室”的獨特儀器。他們將ICE-HEART帶到位于馬里蘭州蓋瑟斯堡的高能電子束工廠，并著手進行一項完全不同的研究：觀察歐羅巴冰塊下的有機物質對輻射沖擊的反應。

他們沒想到會看到輝光本身與不同的冰成分有關的變化。正如作者所稱，它是偶然性。

該論文的合著者弗雷德·貝特曼說：“看到氯化鈉鹽水發(fā)出低得多的輝光是改變研究過程的'啊哈'時刻。” 他幫助進行了實驗，并向馬里蘭州國家標準與技術研究院的醫(yī)療工業(yè)輻射設施的冰樣品發(fā)射了輻射束。

在黑暗的天空中可見的月亮似乎并不尋常。我們看到自己的月亮，因為它反射了陽光?？茖W家們說，但是歐羅巴的光芒是由完全不同的機制引起的。想象一下，即使月亮夜夜，朝著太陽連續(xù)發(fā)光的月亮也是如此。

古迪帕蒂說：“如果歐羅巴沒有受到這種輻射，它將看起來像我們的月亮對我們來說是黑暗的。” “但是因為它受到木星輻射的轟炸，所以它在黑暗中發(fā)光。”

NASA即將進行的旗艦飛行任務Europa Clipper定于2020年代中期發(fā)射，它將在繞木星軌道運行時以多次飛越觀察月球表面。任務科學家正在審查作者的發(fā)現(xiàn)，以評估航天器的科學儀器是否可以檢測到輝光。航天器收集的信息可能會與新研究中的測量結果相匹配，以識別月球表面上的咸成分或縮小其可能的范圍。

古迪帕蒂說：“在實驗室中，您通常不會說，'到了那里，我們可能會發(fā)現(xiàn)它。' “通常情況正好相反-您去那里找到一些東西并嘗試在實驗室中進行解釋。但是我們的預測可以追溯到簡單的觀察，這就是科學的意義。”

歐羅巴快船(Europa Clipper)等任務有助于天體生物學領域的發(fā)展，這是對跨界變量和條件的跨學科研究，可以了解我們所知道的生活。雖然歐羅巴快船不是探測生命的任務，但它將對歐羅巴進行詳細偵察，并調(diào)查冰冷的月球及其地下海洋是否具有維持生命的能力。了解歐羅巴的可居住性將有助于科學家更好地了解地球上的生命如何發(fā)展以及在地球之外尋找生命的潛力。