NASA朱诺号发现木卫一的喷火湖

美国国家航空航天局"朱诺"号宇宙飞船上的"朱诺相机"（JunoCam）仪器捕捉到了木星卫星木卫一地平线上升起的两股火山羽流。该图像拍摄于2月3日，拍摄距离约2400英里（3800公里）。图片来源：NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS, 图片处理：Andrea Luck (CC BY)

美国国家航空航天局（NASA）"朱诺"（Juno）号探测器的新发现更全面地描述了木星卫星木卫二上熔岩湖的分布范围。这些发现还首次揭示了木卫二上的火山活动过程。这些结果来自朱诺号的木卫二红外极光成像仪（JIRAM），该仪器由意大利航天局提供，可以"看到"红外光。研究人员最近在《地球与环境通讯》（Communications Earth & Environment）上发表了一篇关于朱诺号最新火山发现的论文。

1610 年，伽利略-伽利莱首次发现了这颗比地球月球稍大一些的类木卫一，自那时起，木卫一就一直吸引着天文学家。大约 369 年后，美国宇航局的旅行者 1 号宇宙飞船捕捉到了月球上的一次火山喷发（见下图）。(随后的木星探测任务更多次飞越了木卫一，发现了更多的火山羽流以及熔岩湖。科学家们现在相信，木卫一像手风琴一样被邻近的卫星和巨大的木星本身拉伸和挤压，是太阳系中火山最活跃的世界。不过，虽然关于月球表面火山喷发类型的理论有很多，但支持性数据却很少。

这张木星卫星木卫一火山喷发的照片（边缘附近的深色喷泉状特征）拍摄于1979年3月4日，即旅行者1号最接近木星之前约12小时。这张照片和附图提供了在太阳系其他天体上首次观测到活火山喷发的证据。这张照片是从 31 万英里（49.9 万公里）的距离上拍摄的，显示了一个羽状结构在距离表面 60 多英里（100 公里）的地方升起，这是活跃喷发产生的物质云。图片来源：NASA/JPL

2023年5月和10月，"朱诺"号都飞越了木卫一，分别接近了约21,700英里（约合35,000公里）和8,100英里（约合13,000公里）。在"朱诺"号的仪器中，"JIRAM"号可以清楚地看到这颗迷人的卫星。

为了捕捉木星内部深处发出的红外光（人眼不可见），JIRAM探测了气态巨行星云顶下30到45英里（50到70公里）的气候层。但在朱诺号的长期任务中，任务团队还利用该仪器研究了木卫一、木卫二、木卫三和木卫四等卫星。木卫二的 JIRAM 图像显示，在众多热点的底部存在明亮的环。

来自罗马国家天体物理研究所的朱诺号联合研究员亚历山德罗-穆拉（Alessandro Mura）说："JIRAM红外图像的高空间分辨率，加上朱诺号在飞越过程中的有利位置，揭示了木卫二的整个表面都被熔岩湖所覆盖，熔岩湖包含在类似火山口的地貌中。来自罗马国家天体物理研究所的朱诺号共同研究员亚历山德罗-穆拉（Alessandro Mura）说："在我们拥有最完整数据的木卫二表面区域，我们估计约有3%的面积被这些熔岩湖覆盖。(火山口是火山爆发和坍塌时形成的一个巨大凹陷）。"

这幅插图描绘了美国宇航局的朱诺号飞船在木星南极上空翱翔的情景。图片来源：NASA/JPL-Caltech

JIRAM的木卫二飞越数据不仅突出显示了月球丰富的熔岩储量，而且还让我们看到了表面以下可能发生的情况。几处木卫二熔岩湖的红外图像显示，在覆盖大部分熔岩湖的中央地壳和湖壁之间的边界有一圈薄薄的熔岩。熔岩湖边缘和边缘之外没有熔岩流，这意味着熔岩的循环，表明喷发到熔岩湖中的熔岩和循环回地表下系统的熔岩之间存在平衡。

穆拉说："我们现在知道了木卫二上最常见的火山活动类型：岩浆上下流动的巨大熔岩湖。熔岩地壳被迫撞击湖壁，形成夏威夷熔岩湖中典型的熔岩环。湖壁可能有数百米高，这就解释了为什么一般情况下观察不到岩浆溢出湖面"--火山活动形成的碗状地貌--"并在月球表面移动"。

JIRAM的数据表明，这些木卫二热点的大部分表面是由岩壳组成的，由于岩浆的中心上涌，岩壳上下循环移动，成为一个连续的表面。在这一假设中，由于地壳与湖壁接触，摩擦力使其无法滑动，导致地壳变形并最终破裂，露出地表下的熔岩。

另一种假设仍然存在：岩浆在湖中央涌出，向四周扩散并形成地壳，地壳沿着湖边下沉，露出熔岩。

圣安东尼奥西南研究所朱诺号首席研究员斯科特-博尔顿（Scott Bolton）说："我们刚刚开始研究2023年12月和2024年2月近距离飞越木卫二的JIRAM结果。观测结果显示了有关木卫二火山过程的令人着迷的新信息。将这些新成果与朱诺号监测和绘制木卫二从未见过的南北两极火山图的长期活动相结合，JIRAM 将成为了解这个饱受折磨的世界如何运作的最有价值的工具之一。"

6月13日，"朱诺"号第62次飞越木星，其中包括在约18,175英里（29,250公里）的高度飞越木卫二。第63次飞越这颗气体巨行星计划于7月16日进行。

编译自/ScitechDaily