一项新的研究发现，在木星卫星木卫三（太阳系中最大的卫星）的薄薄天空中，天文学家首次探测到了水蒸气的存在。
研究人员说，这一发现可以揭示类似的水大气层，这些大气层可能包围太阳系及其他地区的其他冰天体。
之前的研究表明，木卫三——它比水星和冥王星大，只比火星小一点——可能比地球上所有海洋的总和还要多。然而，木星卫星太冷了，以至于其表面的水都冻结成固体。木卫三拥有的任何液态水都将潜伏在地壳下方约 100 英里（160 公里）处。
先前的工作表明，木卫三表面的冰可以直接从固体变成气体，跳过液体形式，因此水蒸气可以形成巨卫星稀薄大气的一部分。然而，直到现在，这种水的证据仍然难以捉摸。
在这项新研究中，研究人员分析了来自美国宇航局哈勃太空望远镜的木卫三的新旧数据。1998 年，哈勃拍摄了第一张木卫三的紫外线图像，包括它的极光照片，这是巨大的月球版本的地球北极光和南极光。这些极光中带电的彩色带状气体有助于证明木卫三具有弱磁场。
在这些极光带中检测到的紫外线信号表明存在氧分子，每个氧分子由两个氧原子组成，当带电粒子侵蚀木卫三冰冷的表面时会产生氧分子。然而，其中一些紫外线辐射与人们对纯分子氧大气的预期不符。先前的研究表明，这些差异与来自氧原子（即单个氧原子）的信号有关。
作为支持美国宇航局朱诺木星任务的大型观测计划的一部分，研究人员试图使用哈勃测量木卫三大气中的原子氧含量。出乎意料的是，他们发现那里几乎没有任何原子氧，这表明对早期的紫外线信号肯定有另一种解释。
科学家们专注于木卫三的表面温度如何在一天中发生强烈变化，赤道中午的最高温度约为负 190 华氏度（负 123 摄氏度），夜间最低温度约为负 315 华氏度（193 摄氏度） . 在木卫三最热的地方，冰可能会变得足够温暖，可以直接转化为水蒸气。他们指出，来自木卫三的许多紫外线图像之间的差异与人们根据气候对月球大气层中水的预期非常吻合。
“大气中的水蒸气与数据非常吻合，”该研究的主要作者、斯德哥尔摩 KTH 皇家理工学院的行星科学家 Lorenz Roth 告诉 Space.com。
之前的研究未能在木卫三大气中探测到水的主要原因是分子氧的紫外线信号非常强。“在这种更强的氧气信号中，很难找到其他信号，”罗斯说。
“这些发现表明，水蒸气实际上存在于太阳系外冰天体的大气中，”罗斯说。“现在我们可能会在更多地方看到它。”
