木星的卫星木卫一和木卫二表现出截然不同的特征：前者是干燥且火山活动频繁的卫星，表面几乎不存在水冰;而后者冰壳之下则被认为蕴藏着广阔的液态水海洋。一项由艾克斯-马赛大学和西南研究院共同领导的国际研究指出，这种显著差异并非由后期的演化过程造成，而是在它们围绕木星形成的早期阶段就已确立。

自上世纪70年代末对木星系统的探测开始，科学家们就注意到其卫星间的明显不同。研究团队检验了两种主要假设：一是卫星形成时木星附近的极端环境阻止了水冰在木卫一上保存;二是两颗卫星最初都含有水，但木卫一后来通过大气逃逸等过程失去了挥发性物质。通过数值模拟，团队重建了早期演化过程，将内部热演化与物质逃逸耦合分析，并考虑了吸积加热、放射性衰变、潮汐耗散及木星辐射等多种热源。

“长期以来，人们一直认为木卫一是一颗后期才失去水分的卫星，”西南研究院的奥利维尔·穆西斯博士表示，他是发表在《天体物理学杂志》上的相关论文的第二作者。“但当我们验证这种观点时，物理定律却不配合：木卫一根本无法如此有效地去除水分。”模拟结果显示，木卫一和木卫二在形成之初就存在根本差异——前者由干燥物质形成，而后者则吸积了富含冰的组成物质。

这些结论对以往认为木卫一因后期挥发分流失而变得致密的假设提出了不同看法。从2031年起，NASA的“欧罗巴快船”任务和欧空局的“木卫二”探测器将对木星大型卫星展开详细研究，通过采样可能从木卫二表面喷发出的水冰羽流，获取其同位素特征等关键数据。“通过探测羽流活动和水的同位素特征，这些任务将帮助我们重建木星卫星形成的早期条件，”穆西斯补充道。这些木星卫星形成研究将深化对太阳系天体起源的理解。

出版详情：作者：Yannis Bennacer等人，标题：《木卫一和木卫二作为原始海洋世界的分歧演化》，发表于：《天体物理学杂志》(2026)。杂志信息：天体物理学杂志