詹姆斯·韦伯太空望远镜绘制了土卫二喷射出的令人惊讶的巨大羽流
研究人员利用NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜探测到来自土星卫星土卫二的水蒸气羽流，其跨度超过6000英里，——几乎是从加州洛杉矶到阿根廷布宜诺斯艾利斯的距离。这不仅是第一次在如此广阔的距离内观测到这样的水喷射，而且韦伯望远镜还让科学家们第一次直接看到了这种喷射是如何为整个土星系统及其环提供水供应。
土卫二是一个海洋世界，大小约为地球的4%，直径仅313英里，是太阳系中寻找地外生命最令人兴奋的科学目标之一。夹在卫星冰冷的外壳和岩石内核之间的是一个全球性的咸水水库。像间歇泉一样的火山从卫星表面的裂缝中喷出冰粒、水蒸气和有机化学物质，这些裂缝被非正式地称为“虎纹”。
此前，天文台已经绘制了距离卫星表面数百英里的喷流，但韦伯敏锐的灵敏度揭示了一个新的故事。
在这张图片中，NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜显示了一股水蒸气羽流从土星二的南极喷射出来，它的大小是土卫二本身的20倍。这张来自卡西尼号轨道飞行器的图像，强调了与水羽相比，韦伯图像中的土卫二是多么的小。
影像来源： NASA, ESA, CSA, STScI, and G. Villanueva (NASA’s Goddard Space Flight Center). 影像处理：A. Pagan (STScI).
“当我看到这些数据时，一开始我想我一定是错了。”马里兰州格林贝尔特NASA戈达德太空飞行中心的首席作者杰罗尼莫·维拉纽瓦说。“探测到一个比卫星大20倍的水柱真是太令人震惊了。水柱远远超出了南极的释放区域。”
羽流的长度并不是引起研究人员兴趣的唯一特征。大约每秒79加仑的水蒸气的喷出速度也令人印象深刻。以这种速度，你可以在几个小时内填满一个奥运会规格的游泳池。相比之下，在地球上用一根橡胶软管做这件事需要2周以上的时间。
卡西尼号轨道飞行器花了十多年时间探索土星系统，不仅第一次拍摄了土卫二的羽流的图像，还直接掠过它们，并对它们的构成进行了采样。虽然卡西尼号在土星系统中的位置提供了对这颗遥远卫星的宝贵见解，但韦伯从距离地球一百万英里的日地第二拉格朗日点的独特视角，以及NIRSpec（近红外光谱仪）仪器上的集成现场单元的非凡灵敏度，为我们提供了新的背景。
这个模糊的水甜甜圈“无处不在”，被描述为环面，与土星最外层、最宽的环——致密的“E环”位于同一位置。
韦伯望远镜的观测直接证明了卫星的水蒸气羽流是如何为环面提供能量。通过分析韦伯的数据，天文学家已经确定，天文学家已经确定大约30%的水停留在这个环面内，另外70%的水逃逸到土星系统的其余部分。
在未来几年，韦伯将成为海洋卫星土卫二的主要观测工具，韦伯的发现将有助于为未来的太阳系卫星任务提供信息，这些任务将探索卫星地下海洋的深度，冰壳的厚度等。
在这张图片中，NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜的仪器揭示了土星的卫星之一如何为整个环形行星系统供水的细节。来自韦伯近红外光谱仪的新图像显示，从土卫二的南极喷射出一股水蒸气羽流，其大小是土卫二本身的20多倍。NIRSpec上的集成现场单元（IFU）也提供了关于土卫二的水如何滋养周围其他环境的见解。
影像来源：NASA, ESA, CSA, STScI, Leah Hustak (STScI)
“现在，韦伯提供了一种独特的方法，可以直接测量水在土卫二巨大的羽流中如何随时间演变和变化，正如我们在这里看到的，我们甚至会有新的发现，并了解更多关于底层海洋组成的信息。”NASA戈达德的合著者斯蒂芬妮·米拉姆补充道。“因为韦伯的波长覆盖范围和灵敏度，以及我们从以前的任务中学到的东西，我们有一个全新的机会在我们面前。”
韦伯对土卫二的观测是在保证时间观测（GTO）计划1250下完成的。该项目的最初目标是展示韦伯在特定科学领域的能力，并为未来的研究奠定基础。
“经过多年的天文台开发，这个项目基本上是一个概念验证，令人兴奋的是，所有这些科学都是在相当短的观测时间内完成。”天文学大学研究协会的海蒂·哈梅尔说，海蒂·哈梅尔是韦伯跨学科科学家，也是GTO项目的负责人。
该团队的研究结果最近被接受并发表在5月17日的《自然天文学》杂志上，可以在这里获得预印本。
詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界上首屈一指的太空科学观测站。韦伯将解开我们太阳系中的谜团，展望其他恒星周围的遥远世界，探索我们宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。韦伯是由NASA及其合作伙伴欧洲航天局和加拿大航天局领导的一个国际项目。
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