天文學家第一次在木衛三稀薄的大氣層中發現了水蒸氣的迹象。 這一發現表明，太陽系内外的其他冰天體可能也有類似的含水大氣。 木衛三是太陽系最大的衛星，比水星和冥王星大，隻比火星小一點，過去的研究表明，木衛三所含的水比整個地球的海洋還多。 然而，這顆木星衛星太冷了，以至于它的地表水結冰了。 要找到液态水，你必須在冰面以下約 160 公裡處
此前有研究人員提出，木衛三表面的冰可以完全跳過液态，直接升華成氣态，成為木衛三稀薄大氣層的一部分。 然而，在這一新發現之前，科學家們一直無法找到确鑿的證據證明木衛三身上存在水蒸氣。這項新研究是幫助美國宇航局朱諾号任務的更大觀測項目的一部分。 研究人員分析了過去 20 年哈勃太空望遠鏡獲得的木衛三數據。 1998 年，哈勃太空望遠鏡捕捉到了木衛三的第一張紫外線照片，還捕捉到了與地球北極和南極相似的極光。 這些由帶電粒子激發的氣體形成的彩色光帶有助于證明木衛三具有弱磁場。在這些極光中檢測到的紫外線信号表明木衛三的大氣中存在氧分子，每個氧分子由兩個氧原子組成，當帶電粒子撞擊木衛三表面冰中的水分子時産生。 然而，一些紫外線信号與僅由氧分子組成的大氣所預期的不匹配。 先前的研究表明，這種差異可能與作為單個原子存在的原子氧有關。研究人員利用哈勃太空望遠鏡的觀測結果分析了木衛三大氣中的原子氧含量。 出乎意料的是，他們發現木衛三的大氣中幾乎不含原子氧。 這表明先前觀察到的紫外線信号的另一個來源。 科學家們考慮到了白天木衛三表面溫度的巨大變化——中午最高為-123°C，晚上最低為-193°C。在木衛三最熱的地區，溫度足夠高，冰可以直接從固态升華到氣态。 研究人員注意到，紫外線照片中意想不到的地方也是木衛三氣候中的大氣可能含有水的地方。
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