"朱诺"号发现木卫一内部隐藏的岩浆室 为活跃的火山活动提供材料

美国国家航空航天局（NASA）的朱诺号（Juno）任务发现，木卫一的每座火山都可能由自己的岩浆室提供燃料，而不是一个全球性的岩浆海洋。这一结论是在朱诺号近距离飞越期间通过精确的重力测量得出的，它解开了木卫一火山活动的一个长期之谜。

一项新的研究指出了木卫一成为太阳系中火山最多的天体的原因和方式。 图片来源：NASA/JPL-Caltech/SwRI/Koji Kuramura/Gerald Eichstädt

来自美国国家航空航天局（NASA）飞往木星的朱诺号（Juno）任务的科学家们发现，木星卫星木卫一上的火山很可能是由单个岩浆室而非单一的全球岩浆海洋推动的。 这一突破揭开了木卫一火山活动长达44年之久的谜团。

这一发现于12月12日发表在《自然》（Nature）杂志上，并在华盛顿举行的美国地球物理联盟年会上的媒体吹风会上作了重点介绍。

2023年12月30日，美国国家航空航天局的朱诺号（Juno）在第57次近距离飞越这颗气体巨行星时，拍摄到了木星火山卫星木卫一的北极地区。 最近飞越木卫一的数据有助于科学家了解木卫一的内部。 图片来源：NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS， Gerald Eichstädt

木卫一与地球的月球大小相当，是太阳系中火山最活跃的天体。 据估计，木卫一上有 400 座火山，它们喷发出的熔岩和羽流似乎从未间断过，形成了木卫一表面的涂层。

虽然伽利略-伽利莱于 1610 年 1 月 8 日发现了月球，但直到 1979 年才发现那里有火山活动，当时美国宇航局南加州喷气推进实验室的成像科学家琳达-莫拉比托（Linda Morabito）在该局的旅行者 1 号航天器拍摄的图像中首次发现了火山羽流。

来自圣安东尼奥西南研究所的朱诺号首席研究员斯科特-博尔顿（Scott Bolton）说："自从莫拉比托发现火山以来，行星科学家们一直想知道火山是如何从地表下的熔岩中获得燃料的。是白热岩浆的浅海为火山提供燃料，还是它们的来源更加局部化？ 我们知道，'朱诺'号两次非常近距离飞越的数据可以让我们了解这颗饱受折磨的卫星究竟是如何工作的。"

这个木星火热卫星木卫一的动画导览是根据美国宇航局朱诺号任务收集的数据制作的，展示了火山羽流、表面熔岩的景象以及卫星的内部结构。 图片来源：NASA/JPL-Caltech/SwRI/Koji Kuramura/Gerald Eichstädt朱诺号与木卫一的亲密接触

朱诺号宇宙飞船于2023年12月和2024年2月极近距离飞越木卫一，接近其披萨面表面约930英里（1500公里）。 在接近过程中，朱诺号与美国国家航空航天局的深空网络进行了通信，获得了高精度、双频多普勒数据，这些数据被用来测量木卫一的重力，方法是跟踪重力对航天器加速度的影响。 这次飞行任务从这些飞越中了解到的有关月球引力的信息揭示了潮汐挠曲现象影响的更多细节，从而促成了这篇新论文的发表。

这组五幅画面显示了木卫一的特瓦什塔尔火山喷发出的巨大羽流，延伸至火红的月球表面上方200英里（约合330公里）处。 这是 NASA 的新视野号任务在 2007 年飞越木星时用 8 分钟时间拍摄的。 图片来源：NASA/JHU 应用物理实验室/西南研究所

木卫一距离巨大的木星非常近，它的椭圆轨道每隔 42.5 小时就会绕着这颗气体巨行星旋转一圈。 随着距离的变化，木星的引力也在变化，这导致卫星受到无情的挤压。 其结果是：潮汐挠曲的极端情况--潮汐力产生的摩擦产生内部热量。

博尔顿说："这种持续的弯曲产生了巨大的能量，实际上熔化了木卫一内部的一部分。 如果木卫一有一个全球性的岩浆海洋，我们就知道它的潮汐变形特征会比一个更加坚硬、大部分是固体的内部大得多。 因此，根据朱诺号探测木卫一重力场的结果，我们就能知道木卫一表面下是否隐藏着一个全球性岩浆海洋。"

朱诺号团队将他们两次飞越木卫一所获得的多普勒数据与该机构之前飞往木卫三系统的任务以及地面望远镜的观测数据进行了比较。 他们发现潮汐变形与木卫一没有浅层全球岩浆海洋相一致。

朱诺号发现潮汐力并不总能形成全球性的岩浆海洋，这不仅促使我们重新思考我们对木卫一内部的了解，朱诺号共同研究员、JPL太阳系动力学组主管Ryan Park说："这对我们了解其他卫星，如土卫二和欧罗巴，甚至行星科学都有影响。我们的新发现为重新思考我们对行星形成和演化的认识提供了机会。"

地平线上还有更多的科学发现。 11月24日，航天器第66次科学飞越木星神秘的云顶。 下一次近距离接近这颗气体巨行星的时间是美国东部时间12月27日凌晨12:22。 在"朱诺"号的轨道最靠近木星中心时，航天器将距离木星云顶约2175英里（约合3500公里），自2016年进入这颗气体巨行星的轨道以来，它已经飞行了6.457亿英里（约合10.39亿公里）。

编译自/ScitechDaily