木星两颗卫星“干湿”差异或源于形成之初_全局洞察

木星两颗卫星“干湿”差异或源于形成之初

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2026-01-23 04:23:15

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　　新华社巴黎1月21日电（记者罗毓）法国国家科学研究中心20日在官网发布公报说，太阳系中火山活动频繁的木卫一呈现出完全干燥、缺乏水冰的特征，其“邻居”木卫二却可能在冰壳之下隐藏着液态水海洋。该机构参与的一项国际研究显示，这种显著差异并非后期演化形成，而是在它们围绕木星形成时的初始阶段就已注定。

　　长期以来，科研界对木星这两颗卫星“干湿分明”的差异由来主要提出了两种假说。一种假说认为，在这些卫星形成之初，木星附近的极端环境导致木卫一无法留存水冰，使其从诞生之初便处于缺水状态；第二种则认为，木卫一与木卫二在诞生时拥有相近的含水量，但木卫一随后在大气逃逸与表面侵蚀等过程作用下逐渐失去了绝大部分挥发物。

　　为检验上述假说，法国艾克斯-马赛大学、马赛天体物理实验室和美国西南研究院等机构的研究人员借助先进的数值模型，将卫星内部热演化与大气逃逸机制耦合起来，并纳入年轻木星系统中起主要作用的所有重要热源：吸积、放射性衰变、潮汐和木星的强烈辐射。研究假设两颗卫星在形成之初均吸积了含水硅酸盐。

　　结果揭示，在几乎所有测试情景中，木卫二都很可能保留其绝大部分挥发物；而木卫一即便在最有利于大气逃逸的条件下，也很难流失大量水分。这表明木卫一极有可能在形成之初就由较为干燥、缺乏水合矿物的物质组成。因此，如今观测到的两颗卫星成分差异，并非后期演化的产物，而是木星卫星形成时的原始环境条件的直接产物。这不仅挑战了木卫一在晚期丢失水分的假说，并有助于阐明伽利略卫星（木卫一、木卫二、木卫三和木卫四）的诞生条件。

　　该研究成果最近已发表在美国《天体物理学杂志》上。

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