其他大行星研究的新成果
一、水星与金星研究的新进展
（一）探索水星方面获得的新信息
1．水星演变及现状研究的新成果。
⑴发现水星演变过程出现的收缩程度大于预期。
2014年3月，研究人员在《自然·地球科学》网络版发表研究报告称，水星直径只有4880公里，算是一个很小的世界。由于它演变过程内部冷却，星球变小，导致星体萎缩，表面曲皱，产生了大量的悬崖和山脊。
如今，他们在分析这些地形中的5934个案例后发现，水星的收缩程度比之前认为的要大得多：在过去的40亿年里，水星直径缩小了7公里到14公里。之前的估测可以追溯到水手10号所获得的数据。水手10号在20世纪70年代曾飞越水星3次，不过所观测到的地方不到水星的一半。
2011年，“信使”号水星探测飞船，开始环绕这颗太阳系最内侧的行星运行，使水星整个表面得以成像。科学家对水星收缩程度的估测，符合岩石行星演变过程随内部冷却而收缩的模型模拟结果。新的研究结论，也许可以借以洞察那些与地球不同却与水星相似的太阳系外行星的进化。
⑵信使号探测器展现最真实水星现状的画面。2015年3月16日，美国航空航天局信使号探测器项目负责人、地球物理学家西恩·所罗门领导的研究团队，在德克萨斯州召开的月球与行星科学会议上，公布了信使号向地球传回的水星现状照片。这是迄今为止拍摄的有关这颗行星最棒、最真实的现状图像。
于2011年开始围绕水星运行的信使号探测器，目前几乎已经耗尽了所有的推进燃料。现在，它距离水星表面约15公里，已到达离这颗行星最近的位置了。所罗门表示：“我们能近距离观察到水星的表面，之前我们从没见过这样的细节。”
在会议上，研究人员还报告了对到目前为止这项任务的一些新发现。例如，从这些图像中可以看到，尽管水星如此接近太阳，但在其极地附近永久阴影区陨石坑底部的凹面和漩涡中，依然存在着冻结的冰。而在水星的其他地方则出现了一些像短梯一样的山脊，这颗行星曾因这些巨大的“陡坡”而闻名于世。与此同时，那些标记着小坑的地方则表明这些地表曾被一些强大的空间风化作用侵蚀过。
约翰·霍普金斯大学应用物理实验室行星科学家南茜·莎铂指出，这些冰之所以仍然冻结在水星上，是因为它们从未被阳光直射过。
在这些新的低海拔图像中，信使号探测器粗略窥探了水星极地附近的一个冰冻陨石坑。最初，陨石坑底部的图像看起来除了黑色之外什么都没有，这是因为明亮的火山口边缘加重了图像的饱和度。但通过对这些图像进行不同的处理，莎铂看到了昏暗陨石坑的底部。她说：“我们正在观察水星上这些太阳光永远也照不到的地方。”
水星还因为穿过其表面的长脊，或者说陡坡而闻名。这颗行星上最大的陡坡长达数百公里，可能缘于行星随着时间流逝而冷却及收缩后产生的裂纹。如今，信使号探测器已经发现了这些陡坡的微型版本。
美国国家航空航天博物馆行星科学家托马斯·沃特斯表示，它们看起来似乎是成群出现的。这些小型陡坡有时也出现在水星地壳下降部分的附近，这里类似于地球上因活跃地震带而发生移动的地壳。沃特斯说：“陡坡真令人兴奋。这些断层是如此年轻，它们很可能刚刚形成。”
与此同时，信使号探测器还观察到，当其进入轨道后首次发现的神秘“窟窿”的新细节。
劳雷尔实验室行星科学家戴维·布勒威表示，探测器在一些陨石坑的内部发现了不规则形状的凹陷。而特写图像表明，这些凹陷比附近的其他水星区域看起来都要年轻。这也意味着这颗行星最近正在发生着一些变化。
水星是太阳系八大行星最内侧的一颗，也是最小的，并且有着八大行星中最大的轨道偏心率。它每87.968个地球日绕行太阳一周，而每公转2.01周同时也自转3圈。水星是一颗类地行星，由于其非常靠近太阳，所以只会出现在凌晨成为晨星，或是黄昏出现作为昏星。除非有日食，否则在阳光的照耀下通常是看不见水星的。
2．水星功能方面研究的新成果。
破解水星反射阳光能力很弱的原因。2015年3月，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室天文学家布鲁克·夏尔领导的一个研究小组，在《自然·地球科学》杂志上发表论文称，他们找到了水星反射阳光很少的原因。经过研究发现，跟太阳系其他天体相比，水星简直就是个小黑炭，表面颜色特别深，所以反射阳光的能力很弱。他们还认为，这是由于接近太阳的彗星，在碎裂时把含碳尘埃撒在水星表面而形成的。
此前的研究已表明，一般而言，彗星、小行星以及其他小型天体，在相对较近的撞击中，会向水星表面散播一些物质。而这些物质所反射的太阳光，仅占月球上类似物质反射太阳光数量的2/3。
研究人员指出，对于这种光线低反射率的一种最主要的解释，并不能适用于在水星表面发生的情况。该解释认为，包括铁元素在内的大量矿物质，能够强烈吸收与其接触的某一波长的光线。通常情况下，微小陨石和太阳风的轰击，会使这类天体表面产生一层薄薄的含铁纳米微粒，使其变黑。但光谱分析表明，水星表面的含铁纳米微粒非常少，不足以让它变黑。
科学家分析指出，这是因为水星的亮度在一个特定的波长范围内，这意味着其表面岩石中仅含有不到3%的铁元素。
如今，夏尔研究小组指出，导致这一切的责任完全在于另一种元素碳。研究人员报告说，彗星正是这些水星表面碳元素的主要来源。据估算，彗星的重量有18%是由碳构成的。这些“脏雪球”接近太阳时通常会裂解，损失多达25%的质量，将大量尘埃撒在水星这颗离太阳最近的行星上。计算表明，经过数十亿年的彗星尘埃轰击，水星表面含碳量可达3%至6%。
但研究人员同时指出，另一个更大的碳来源，可能是源自富含碳小陨石的持续不断的轰击。他们估计，彗星尘埃以及其他碳来源落在水星表面的可能性，是落在月球表面的50倍。
研究人员还进行了模拟实验，用糖模拟彗星里的复杂有机物，用类似月岩的物质代表被彗星尘埃轰击的天体。结果显示，轰击过程会使微小的碳粒子嵌入岩石表面，让它变得更黑，对光线的反照率降到5%以下，与水星表面最黑的区域类似。
此外，光谱分析显示，轰击过程得到的样本在光谱上没有独特之处，这一点也与水星相似。研究人员说，彗星中的碳可能起到了“隐形涂料”的作用，使水星变黑。
研究人员指出，这些撞击除了在水星表面锻造出类似于玻璃一样的物质外，当小陨石在撞击过程中汽化时还会释放出碳，当然是以有点儿类似于煤烟的无定形碳、石墨和纳米钻石的形式。所有这些物质在基本没有空气的行星表面是很稳定的，尽管那里在阳光照射的区域具有很高的温度。研究人员说：“因此，不难想象，一颗被煤烟和铅笔芯弄脏了的星球，会比预期显得更加暗淡。”
（二）探索金星方面获取的新信息
1．金星地质与地震研究的新成果。
⑴揭示金星为何不像地球那样有板块运动。2014年3月，金星因其质量和体积等多方面与地球类似，被称做地球的“姐妹星”。但是观测显示金星并没有像地球那样可移动的板块构造，日本广岛大学副教授片山郁夫主持的研究小组，在英国《科学报告》杂志上发表论文，对此提出了一种新解释，即那是因为两个星球地壳与地幔交界处的结构不同。
根据板块构造理论，地球表面的地壳由多个巨大的板块构成，板块在地幔上移动，在海岭处形成，又在海沟处沉降到地球内部。板块运动对地球有重要影响，不仅会引发地震和火山活动，还会改变海洋形态，甚至和生命的诞生有关。
那地球的“姐妹星”金星为什么没有这样的板块运动呢?研究小组解释道：他们根据金星观测数据，在实验室内模拟了金星高温高压的内部结构，并通过岩石变形实验和计算发现，在金星地壳与地幔交界处的“莫霍面”，其两侧岩石的黏性和强度与地球“莫霍面”不同。在地球上，由于没有这种黏性结构，地壳板块会下沉到地幔中；而金星上由于存在这种结构，地壳不会下沉，也就相应缺少板块运动。
研究人员认为，行星内部结构决定了是否有板块移动，而板块运动又会影响星球形态和是否有生命，因此本项成果可以应用到今后对其他行星的探索和研究中。
⑵提出可用声波技术探测金星上的地震。2015年4月23日，物理学家组织网报道，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室科学家阿罗·史密斯领导，加州理工学院凯克太空研究所专家参与的一个研究团队，在当天召开的美国地震学会年会上发表研究报告提出，认为可在金星部署一定数量的气球或卫星，通过声波来探测金星的地震活动。
探测金星上的地震，似乎是一项不可能完成的任务。由于这颗星球表面，具有不利的压溃压力和约468℃灼热的高温，足以将铅融化，毁坏任何在其上用于测量地震活动的常用工具。然而，金星的大气条件非常友好，由此，研究人员提出了上述想法。
从金星发出的低频或次声声波，比在地球上测量的音响低沉得多，特别是那些来源于地球上不同火山、地震、海洋风暴和流星空中爆炸发出的“隆隆”或“哼哼”声。近年来，该研究团队，持续对地下新近产生的低频次声进行监听，特别采取了一种相对廉价的方法来监测大气层的核武器试验。而2014年，他们开始思考利用次声观测作为更好检测金星地质动力的方法。
据报道，美国喷气推进实验室研究员吉姆·卡茨在年会上指出，在金星表面上空约50公里至60公里范围内，温度和压力的条件下更类似于地球上的状况，尽管大气比较密集。而这种稠密的大气层有助于将任何地震波转为次声波，它是可以用漂浮在金星上空的仪器检测到的。次声波既可以“感觉”到压力波动、或被称为气辉的光排放、或金星上层大气中的电子干扰。
史密斯说，在金星表面以上55公里的云层，用一系列的气球可以探测到气压的变化，如采用20世纪80年代由前苏联发射到金星大气层的气球。研究人员探讨再利用轨道卫星探测气辉作为补充的方法，来分析这颗星球的次声波。这两种情况下，研究人员的首要目标是确定声噪到地震信号的比值是多少；还想知道在气球或卫星上的探测仪器是否足够敏感，能否在中间其他的次声波中探测和识别到地震信号，以及通过这种观测能否检测到几级地震。
研究人员说，如果这样的技术，能帮助科学家更好地了解金星上的地震活动，就能更好地揭示这颗星球的内部历史和现状。将金星的内部演化与地球作比较是特别有趣的，会发现更多关于行星形成的多样性信息，以及为什么在地球上的某些特征，如表面的构造板块和核心充满能量的机制，却不存在于金星上的原因。
2．金星大气层研究的新发现。
⑴发现金星大气层存在巨型弓型结构。2017年1月17日，东京立教大学田口真主持的一个研究小组，在《自然·地球科学》网络版上发表研究成果称，日本宇宙航空研究开发机构的拂晓号探测器，在金星高速移动的大气层中，发现了一个巨型静态结构。这一发现，很难与金星厚密的上层大气联系在一起。金星上层大气中的云，以每秒100米的速度移动，远快于金星缓慢的自转速度。金星自转一圈比围绕太阳公转一周的时间还要长。
研究人员说，他们在金星上层大气云端，发现了一块巨大明亮的弓形区域，绵延1万公里。拂晓号于2015年末进入金星轨道后，在多天内观测到这一弓形结构。令人好奇的是，这块明亮区域没有随背后的大气层气流移动，而是在金星表面的一个山区上方保持静止。
作者认为，这个温度比周围大气层高的明亮区域，是由较低层大气流过山地地形上方时产生的重力波导致的，这与地球上空气流经山地上方的现象类似。
研究人员指出，虽然不清楚山地地形诱导的重力波，是否能够向上传至金星云端，但观测结果表明，金星的大气动力学情况，比之前预想的更为复杂。
⑵发现微风就可让金星大气层疯狂旋转。2017年3月，国外媒体报道，葡萄牙里斯本天文台佩德罗·马查多主持的一个研究小组，近日发表研究成果称，他们发现金星上也会刮风：风不仅会环绕这颗地球邻居的赤道，还会从赤道刮向南极，这一现象此前从未被确凿地观察到。这些现象的存在，可以帮助解决金星大气的最大谜题：它如何旋转得如此之快？
金星每过243个地球日就会旋转一圈，而其大气层每4天就会旋转一次，其风速与赤道平行时每小时超过400公里。需要日光带来的能量维持这种“狂暴”运转。但到达赤道的日光比两极更多，科学家并不知晓足够的能量如何到达需要它的地方。
研究小组近日观测到的经向风，以每小时80公里的相对速度运行，可以将一些能量从赤道区域带走，将其在大气中更均衡地分布。
马查多说：“很难了解大气层如何在高纬度维持这一速度。但通过这些经向风，我们拥有从赤道区域转移到更高维度的能量和动能。”
研究小组利用多普勒效应“看到”这些风。就像汽笛声的音量，会随着朝着你的方向驶来或驶去而产生变化，金星大气层反射的光波也会因为大气的动态被压缩或延长。
研究小组研究了从金星的云层反射的日光。人们已经知道不同的原子核分子如何不同房时吸收光，留下独特的印记。为了检测云层的动态以及与其关联的风，马查多和同事利用那个已有的印记，对比了他们看到的多普勒频移光。
3．金星水资源研究的新见解。
金星上的水或被电风“席卷一空”。2016年6月22日，美国商业内参网站报道，美国航空航天局大气电场研究专家格林·柯林森主持的一个研究小组，在《地球物理研究快报》发表研究成果称，很久以前，金星或许也曾拥有丰富的海洋，但现在变得极度干燥，这一直是个未解之谜。现在，他们的研究表明，造成这一后果的主要原因可能是“不起眼”的电风，它卷走了金星上所有的水分。这项发现，或将改变未来太空探索的方式。
尽管金星比地球热10倍，但金星的“块头”和引力与地球类似，有时被誉为地球的“姐妹星”。科学家相信，数十亿年前，金星也曾拥有海洋，因为金星大气中含有氘(重氢)，氘在地球上就主要存在于海洋中。但现在，金星大气含水量仅为地球的十万分之一。
科学家曾认为，来自太阳的带电粒子流，即所谓的太阳风，让金星变得干燥。但该研究小组的最新研究表明，是稠密的电风刮走了金星上的水分，其电场能克服金星上的引力，将金星大气层中的分子拉进太空。
柯林森写道：“人们曾经认为，电风只是一个不起眼的‘小角色’，但我们的研究发现，它实际上是一个‘大怪物’，把金星上的水分基本上席卷一空。”
据悉，这种电风的电压约10伏特，至少是地球上电风的5倍，至于为什么金星上的电风比地球上的电风强这么多，科学家们仍不确定，但他们认为，可能与金星距离太阳更近有关。
研究人员相信，对于未来的太空探索来说，这是一个至关重要的发现。更多地了解电风对于探索外星生命有很强的指导意义。而且，在我们决定殖民太阳系哪个星球时，这或许也是一个考虑因素。
研究人员称：“尽管现在火星广受关注，金星被认为是太阳系最不宜居的星球之一，但前往金星所需的时间更短，已有科学家把金星大气层，作为人类未来建造太空殖民地的备选。”不过，他们也指出，这种稠密的电风，可能会成为人们未来在金星建造营地的“拦路虎”。
二、木星及其卫星研究的新进展
（一）探索木星特征与功能的新信息
1．木星特征与年龄研究的新成果。
⑴发现木星拥有太阳系前所未见的独特特征。2016年9月，美国航空航天局官网报道，朱诺号探测器如约发回了首批木星图像，探测器上的广角彩色相机所拍摄图像显示，木星上的风暴系统和天气活动，与以往在太阳系其他巨型气态行星所见的均不相同。
8月27日，当朱诺号来到木星旋涡状云层上方时，9个有效载荷全部被激活，顺利完成了第一个36周轨道飞掠。据报道，研究人员下载6兆字节的数据花费了6个小时，而朱诺号从木星北极来到南极用了一天半时间。随着对第一批数据的分析，木星独有的特征已浮出水面。
美国西南研究院朱诺号探测器首席科学家斯科特·博尔顿说：“第一眼看到木星北极时，竟完全超出我们预想，它跟所有以前见过的行星北极都不同。此处颜色比其他部位要蓝一些，还有很多风暴；云层阴影意味着其所处海拔较高。它真是独一无二。接下来，探测器的第二个36周轨道飞掠，还会提供进一步的信息。”
除了飞掠过程中拍摄的照片外，朱诺号上的8个科学仪器也积极开始收集数据。由意大利航天局提供的木星红外激光映射器(JIRAM)，获得了木星北极和南极区域令人震撼的红外图像。正如该项目研究者阿尔伯特·艾德里安妮所说：“红外激光映射器正在探触地表之下的木星，首次公布的红外视角的木星北极和南极，揭示出一个我们从未见过的温暖和炽热的木星。”木星南极光异常明亮且条理清晰。高度清晰的红外图像，还会揭示出更多有关极光的形态及动力学信息。
此外，朱诺号携带的无线电/等离子波实验设备，记录了木星上空像幽灵一样存在的无线电波。美国爱荷华大学波仪器研究者比尔·科兹说：“木星正在告诉我们气巨星世界里高能粒子释放产生了大量极光，这种释放强度在太阳系中是最强的，现在要找出这些电子从哪里来以及如何生成的。”
⑵木星是太阳系内年龄最大的行星。2017年6月，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室托马斯·克鲁积，与德国明斯特大学同行组成的国际研究团队，在美国《国家科学院学报》网络版上发表论文称，他们对铁陨石上的钨和钼同位素进行分析后发现，木星是太阳系内年龄最大的的行星，可谓行星家族的“老大哥”。其固体内核在太阳系诞生之后100万年内就已形成。知悉木星的年龄，对于我们理解太阳系如何演化成今天的“模样”至关重要。
研究中的陨石来自于两种迥然不同的星云，这两种星云在太阳系形成之后100万年到400万年间同时共存，但彼此相互独立，互不接触。
克鲁积说：“对这种现象最有效的解释是木星的形成，其导致星盘(来自恒星的气体和灰尘面)上开辟了一个裂口，阻止两个星云交换物质。这表明木星是太阳系最古老的行星，其内核在太阳星云气体消散之前已成型，这一点也与巨行星形成的核吸积模型相吻合。”
木星是太阳系最重的行星，其出现对太阳吸积盘的动态具有重大影响。快速形成的木星也成了一个“隔离带”，阻止物质在星盘内流动，因此，这也可以解释为什么太阳系内没有超级地球。
研究人员表示，木星内核的质量在太阳系形成后100万年内，就达到了地球的20倍左右，并在随后的300万年内以惊人的速度成长到地球的50倍。
更早的理论提出，木星和土星等气态巨行星的内核会达到地球质量的10倍到20倍，然后气体会在内核上聚集，因此，气态巨行星的内核必须在太阳星云消失之前形成。而太阳星云消失，可能出现在太阳系形成之后的100万年到1000万年之间。
2．木星在太阳系中功能作用研究的新成果。
木星可能曾经为地球形成扫清道路。2015年3月，美国加州理工学院康斯坦丁·巴特金主持的研究小组，在《新科学家》杂志网站上撰文说，在太阳系形成早期，木星可能曾经飘移到离太阳较近的地方，销毁了一些早期固态行星，为地球的形成扫清了道路。
太阳系小行星带内侧有4颗较小的固态行星，即水星、金星、地球和火星。人们熟悉的这种情形，其实在宇宙中并不常见。
根据现有观察，大多数“恒星-行星”系统里有一些巨大的固态行星，这些超级行星离母星非常近，甚至比水星到太阳还要近。研究人员说，太阳系的特殊结构可能应当归因于木星。
研究小组计算发现，早期太阳周围的气体尘云可能拉动木星，使其飘移到接近现今火星轨道的地方。随后，木星巨大的引力牵引附近的固态天体，使它们互相碰撞、粉碎后落入太阳。
完成了“粉碎机”和“清道夫”的工作后，木星在另一颗大行星土星的引力作用下飘回自己的轨道，把太阳附近的空间留出来。这片空间里残余的固体物质形成较小的天体，就是我们的地球和邻居们。
（二）探索木星卫星获得的新信息
1．搜寻未知木星卫星的新成果。
新发现木星两颗超小型卫星。2017年6月，《科学美国人》杂志网站报道，一个天文学家组成的研究团队，新发现两颗木星的超小型卫星。此类卫星非常难发现，这一新结果，使木星“登记在册”的卫星总数增至69颗。
木星被称为太阳系的“怪兽行星”，其质量是其他七大行星总和的2.5倍多，体积则是地球的1316倍，中心温度预计超过3万℃。在它的周围，簇拥着众多卫星，它们绕木星一圈所需时间相差甚远，其中快的约需要7小时，而慢的则需要1000天。此前，木星有记录的卫星数量保持在67颗。
但研究人员表示，除此之外，木星还有一些卫星的轨道很神秘，个头也非常小，这就导致人们很难发现它们的踪迹。此前研究认为，可能是彗星或小行星和从前的较大卫星发生碰撞，生成了这样微小的“卫星家族”。如今，他们找到了两个新成员。
研究人员在观测更遥远的柯伊伯带天体时，拍摄到了这两颗卫星，因为木星当时在天空中的位置，恰好靠近他们原本的观测对象。这两颗卫星很小，直径在1公里到2公里之间。科学家把它们命名为“S/2016 J1”和“S/2017 J1”，分别距木星2100万公里和2400万公里。这一结果也使木星卫星总数增至69颗。
研究人员称，此类的外层卫星大多是很小的星体，只有少数直径能达到20公里到60公里，多数直径只有1公里至2公里左右，迄今还未露面的那些越来越难以被人们发现。这些小卫星本身的价值，没法与木卫二等著名的伽利略卫星相比，但研究人员表示，它们仍然生动地展现了太阳系内物质的丰富以及木星引力的强大。
就在不久前，一项针对木星的研究还发现，木星不但是太阳系最大的行星，也是太阳系最古老的行星，它的存在对原始太阳系的演化产生了巨大影响。
2．探索木卫二内质与外表的新成果。
⑴研究证明木卫二内含大气密度被严重高估。2014年12月18日，每日科学网报道，科学家唐·舍曼斯基主持，阿曼达·亨德里克斯等人参与的卡西尼号紫外成像摄谱仪研究团队，当天在美国地球物理联盟年度秋季会议上发表研究报告称，他们的研究证明，科学家之前对木卫二内含的大气密度严重高估了。
研究团队对卡西尼号2001年的木星探测数据进行的最新分析发现，木卫二内含的大气，比此前设想的要稀薄得多。稀薄、炙热的空气，无法表明这颗卫星有地幔柱活动迹象，至少在卡西尼号飞近探测时是没有的。
木卫二被认为，是太阳系中最激动人心的未来太空探测目的地之一，原因是有强烈迹象表明其冰冷的地壳下有海洋存在。据报道，卡西尼号紫外成像摄谱仪研究团队，对相关数据进行分析后发现，木卫二上绝大部分炙热、活跃的气体或等离子体并不来自这颗卫星本身，而源于不远处的另一颗卫星木卫一上的火山。研究人员根据相关数据估算，木卫二对其周围氧气的贡献率，仅为之前预想的四十分之一。
舍曼斯基表示，研究证明科学家之前对木卫二内含的大气密度严重高估了。研究人员之前认为木卫二上纤薄的大气，可能只有地球大气密度的几百万分之一，然而最新研究发现其含量更低，实际上木卫二的大气密度只有设想的百分之一左右。
木卫二向木星周围释放的氧气量被修正到更小值后，它规律地向轨道附近排放水蒸气的可能就微乎其微了，在卡西尼号对其进行探测期间尤其如此。
该研究团队对土卫二轨道周围的大气进行研究后发现，土卫二的地幔柱活动，把它们大量地“喷”到土星轨道附近。对于被土星磁场“强行拖走”的电子而言，这些气体相当于一道屏障，同时它也有助于降低土卫二上等离子体的温度。然而，研究人员在木卫二轨道上发现的是炙热的等离子体，这暗示木卫二并未向外喷发大量气体，包括水蒸气。
亨德里克斯认为，木卫二的地幔柱活动当然有可能出现，但是它比较少见，或者比土卫二上的规模要小。如果在卡西尼号探测时木卫二地幔柱有喷发活动的话，喷发一定十分微弱以至于探测器无法探测到。
美国航空航天局外行星项目科学家库尔特·尼伯表示，木卫二是一个复杂而又神奇的世界，由于科研人员对它的观察十分有限，理解它依然具有挑战性。据报道，科学家目前正在使用哈勃望远镜开展一项长达6个月的观测任务，以寻找木卫二上地幔柱的活动迹象。美国航空航天局也正在研究多种未来可能实施的木卫二探测计划。
⑵研究显示木卫二外表黑暗物质可能是海盐。2015年5月，美国航空航天局喷气推进实验室首席科学家凯文·汉德领导的一个研究团队，在《地球物理研究快报》上发表研究成果称，他们近日实验证明，包裹在木卫二外面的黑暗物质，可能是从地下海洋暴露出来的经辐射后变色的海盐。木卫二海盐的存在表明海洋与多岩石海床之间进行了相互作用，这是考察该星球能否支持生命存在的重要因素。
十几年来，科学家一直想知道木卫二表面长长的、线性黑暗物质和其他相对年轻地质的性质和特征。已有的研究表明，黑暗物质确实来自木卫二内部，但是有限的数据无法明确这种材料的化学成分。汉德介绍说，此前研究使用的数据来自伽利略号木星探测器和各种望远镜，认为这种神秘黑暗物质，归因于木卫二表面含硫含镁化合物的色变。新的研究表明，经过辐照的盐也可以解释是其表面黑暗颜色的来源。
据报道，为了确定黑暗物质究竟为何物，该研究团队创建了模拟木卫二表面的实验室，来测试可能的备选成分。他们像搜集指纹一样，搜集每一样化合物材料在光反射情况下的光谱。汉德说：“我们称之为‘罐头里的木卫二’。实验室的设置，模仿了木卫二表面的温度、压力、辐射度等。用这些材料的辐照光谱，可与航天器及望远镜搜集的光谱进行比对。”
研究人员测试了普通盐氯化钠的样本。在与木卫二表面同等温度(零下173℃)下的真空实验室里，他们用电子束轰击样本，模拟其在木卫二表面接受到的强烈辐射。几十个小时后，雪白的盐变成了黑棕色。研究人员发现，样本的颜色与所拍摄木卫二照片的颜色相似。汉德表示：“被辐射过的氯化钠的化学性质与航天器拍摄到的神秘物质的数据十分匹配，结果令人信服。”
此外，样品暴露于辐射的时间越长，颜色也越深。汉德认为，科学家能够用这类颜色变化，来帮助确认木卫二表面的地理特征，以及羽状喷射物质的年龄。
此前的望远镜观，测给出了辐照盐光谱特征的线索，但无法给出足够高的分辨率来查明确认。研究人员认为，随着飞行器到访木卫二，最终的结果会随之揭晓。
美国航空航天局外层行星项目科学家柯特·尼尔博说：“这项研究很重要，它最终将指向木卫二是否适宜生命存活的话题。一旦我们得到确切答案，就能继续寻找木卫二冰壳下海洋生命存在的更多证据。”
三、太阳系大行星研究的其他新进展
（一）探索天王星与海王星的新信息
1．研究天王星获得的新成果。
天王星可能再添两颗昏暗卫星。2016年10月，美国爱达荷大学行星科学家罗布·詹希亚和马修·海德曼等人组成的研究小组，在《天体物理学》杂志发表论文称，他们分析认为，天王星可能拥有两颗人们此前从未发现的小卫星。和任何其他卫星相比，它们在更靠近天王星的轨道上运行，并且在这颗行星的光环中形成波浪状模式。
作为一颗冰巨星，天王星拥有27颗已知卫星。这比其“邻居”，拥有67颗卫星的木星和62颗卫星的土星，要少很多。天王星是一颗很小的行星，而这或许解释了上述差别。
不过，也可能是人类此前并没有机会寻找更多卫星。与其体积较大的“兄弟”不同，天王星只“招待”过一艘过往的太空船旅行者2号。在1986年飞越天王星时，旅行者2号令该行星的已知卫星数量增至原来的3倍。
除了卫星，天王星还拥有昏暗、狭窄的光环。科学家在1977年探测到首个光环。当时，天王星和它的光环阻挡了来自一颗遥远恒星的光线。随后，旅行者2号在被命名为ε环的最外层光环两侧发现了两颗卫星：“天卫六”和“天卫七”。两颗卫星的引力将光环的粒子赶在一起，形成狭窄的阵型。
如今，该研究小组重新分析旅行者2号的数据，并且在另外两个光环，即α环和β环中发现了波浪状模式。这可能同样源自位于每个光环外面的卫星所产生的引力作用。
詹希亚说：“这些卫星非常微小。”如果它们存在的话，仅有4～14公里宽。这意味着它们可能比天王星的任何已知卫星都小，并且小到无法让旅行者2号清楚地看到。同时，基于其“邻居”的颜色，这两颗据推定存在的卫星可能是昏暗的。海德曼表示：“不仅天王星的光环是昏暗的，位于这一区域的大多数小卫星也是昏暗的。”
2．探索海王星获取的新成果。
研究海王星卫星“冰火山”获得材料学意义上的新发现。2011年2月，英国伦敦大学学院的行星学家多米尼克·福特斯等人，在美国《科学》杂志上发表研究报告称，天体研究一般少有实用性发现，但他们却在研究海王星卫星海卫一的“冰火山”时发现，甲醇-水合物在某些条件下具有特殊材料学性质，这在纳米技术等方面具有实际应用前景。
近来，福特斯等人在研究太阳系中拥有“冰火山”的星球。发现海卫一的“冰火山”，有类似地球火山的构造，但由于离太阳远、温度低，喷出的物质是水冰和甲醇-水合物等物质混合而成的冰状物。
福特斯等人在研究航天器传回的一些观测数据后发现，甲醇-水合物，在某些条件下具有特殊的材料学性质。通常的物质在受热时会在各个方向均匀膨胀，在受到均匀的压力时会在各个方向上都收缩。但在某些条件下，这些规律会被打破，例如甲醇-水合物，会出现受热时只向一个方向膨胀，而在其他方向上收缩等现象。
据介绍，现在人们已知很少的材料具有这种奇特性质，而这种性质可用于纳米技术等领域，如制作由压力控制的阀门等。
（二）搜寻太阳系未知大行星的新信息
通过建模分析认为太阳系存在“第九大行星”。
2016年1月21日，物理学家组织网报道，美国加州理工学院行星天文学教授迈克尔·布朗领导，副教授康斯坦丁·巴特金等参与的一个研究团队，在《天文学杂志》上发表论文称，他们发现，一个巨大的天体正在沿着奇怪的、高度拉长的太阳系外围轨道行进。尽管尚未直接观测到这颗天体，但已通过数学建模和计算机模拟，确认它是太阳系名副其实的“第九大行星”。
这一天体被研究人员昵称为“行星九”，其质量约为地球的10倍，其轨道与太阳的平均距离，大约是第八大行星海王星与太阳距离的20倍，它绕太阳转一周可能要花上1万到2万年。
布朗认为，“这可能是真正的第九大行星”。布朗强调，这颗质量是冥王星5000倍的天体足够大，所以不应该质疑它是否为一个真正的行星。与其他小一些的矮行星天体不同，“行星九”掌控了一个相当大的区域，用强大的引力影响着它在太阳系的“邻居”。
巴特金表示，尽管一开始非常怀疑这个天体的真实性，但在继续探讨它的轨道和对太阳系外围的作用后，越来越确信它存在的真实性。他说：“这是150年来，第一次有确凿证据证明，人类对太阳系的行星普查其实并不完整。”他认为，“行星九”将帮助科学家解释太阳系边缘柯伊伯带许多天体和碎片的奇怪特性。
据报道，研究人员从对柯伊伯带所属天体互相独立存在而不发生碰撞，引发了对太阳系外层大型天体存在的猜想，到用数字模型模拟了不同对象、不同平面的运行轨道，他们在过去的3年中，确定了影响它们的垂直行星轨道的存在。
布朗说：“那些因冥王星不再是行星而沮丧的人们该兴奋起来了，还有一颗真正的行星就在那里尚未被观测到，现在，我们可以开启寻找真正第九行星的旅程了。”
