美國(guó)國(guó)家航空航天局的朱諾號(hào)任務(wù)揭示了木星衛(wèi)星木衛(wèi)一火山爆發(fā)的核心 _美國(guó)

2023年12月30日，美國(guó)國(guó)家航空航天局的朱諾號(hào)在木星火山衛(wèi)星木衛(wèi)一的第57次近距離掠過(guò)時(shí)，捕捉到了木衛(wèi)一的北極地區(qū) 。最近飛掠的數(shù)據(jù)有助于科學(xué)家了解木衛(wèi)一的內(nèi)部。圖像數(shù)據(jù)：美國(guó)國(guó)家航空航天局/加州理工大學(xué)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室/SwRI/MSSS 。圖像處理Gerald Eichstädt
據(jù)美國(guó)國(guó)家航空航天局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室：一項(xiàng)新的研究揭示了木衛(wèi)一為何以及如何成為太陽(yáng)系中火山活動(dòng)最頻繁的天體。
美國(guó)國(guó)家航空航天局朱諾號(hào)木星任務(wù)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，木星衛(wèi)星木衛(wèi)一上的火山很可能都是由自己翻滾的熱巖漿室而不是巖漿海洋驅(qū)動(dòng)的。這一發(fā)現(xiàn)解開(kāi)了一個(gè)長(zhǎng)達(dá)44年的謎團(tuán)，即月球最具示范性的地質(zhì)特征的地下起源。
12月12日星期四，《自然》雜志發(fā)表了一篇關(guān)于埃歐火山活動(dòng)來(lái)源的論文，在華盛頓舉行的美國(guó)地球物理聯(lián)合會(huì)年會(huì)上的媒體吹風(fēng)會(huì)上討論了這些發(fā)現(xiàn)以及其他埃歐科學(xué)成果，該年會(huì)是美國(guó)最大的地球和太空科學(xué)家聚會(huì) 。
木衛(wèi)一的大小與月球差不多，被認(rèn)為是太陽(yáng)系中火山活動(dòng)最活躍的天體。月球上估計(jì)有400座火山，這些火山以看似連續(xù)的噴發(fā)方式噴出熔巖和羽狀物，形成了月球表面的涂層。
盡管伽利略于1610年1月8日發(fā)現(xiàn)了月球，但直到1979年才發(fā)現(xiàn)那里的火山活動(dòng)，當(dāng)時(shí)美國(guó)航空航天局南加州噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的成像科學(xué)家琳達(dá)·莫拉比托在該機(jī)構(gòu)旅行者1號(hào)航天器的圖像中首次發(fā)現(xiàn)了火山羽。
圣安東尼奧西南研究所朱諾號(hào)首席研究員斯科特·博爾頓說(shuō)：“自莫拉比托發(fā)現(xiàn)以來(lái)，行星科學(xué)家一直想知道火山是如何從地表下的熔巖中獲得營(yíng)養(yǎng)的。” 。“是有一個(gè)由白熱巖漿組成的淺海為火山提供燃料，還是它們的來(lái)源更具局限性？我們知道朱諾號(hào)兩次非常近距離飛越的數(shù)據(jù)可以讓我們了解這個(gè)飽受折磨的月球?qū)嶋H上是如何工作的。”
朱諾號(hào)宇宙飛船在2023年12月和2024年2月對(duì)木衛(wèi)一進(jìn)行了極其近距離的飛行，距離其披薩面表面約930英里（1500公里）。在近距離接近期間，朱諾號(hào)與美國(guó)國(guó)家航空航天局的深空網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了通信，獲取了高精度的雙頻多普勒數(shù)據(jù)，通過(guò)跟蹤木衛(wèi)一如何影響航天器的加速度來(lái)測(cè)量木衛(wèi)一的重力。該任務(wù)從這些飛越中了解到的月球引力導(dǎo)致了這篇新論文的發(fā)表，揭示了更多關(guān)于潮汐彎曲現(xiàn)象影響的細(xì)節(jié) 。

這五幀序列顯示了一個(gè)巨大的羽狀物從埃歐的Tvashtar火山噴發(fā)出來(lái)，在熾熱的月球表面上方延伸200英里（330公里）。2007年，美國(guó)國(guó)家航空航天局的“新視野號(hào)”任務(wù)在木星上空飛行時(shí)，在8分鐘內(nèi)捕捉到了這張照片。圖像：美國(guó)國(guó)家航空航天局/約翰霍普金斯大學(xué)APL/SwRI
木星潮汐王子
木衛(wèi)一距離巨大的木星非常近，它的橢圓軌道每42.5小時(shí)繞著這顆氣態(tài)巨星旋轉(zhuǎn)一周。隨著距離的變化，木星的引力也在變化，導(dǎo)致月球受到無(wú)情的擠壓。結(jié)果：潮汐彎曲的極端情況——產(chǎn)生內(nèi)部熱量的潮汐力產(chǎn)生的摩擦。
博爾頓說(shuō)：“這種不斷的彎曲產(chǎn)生了巨大的能量，實(shí)際上融化了木衛(wèi)一內(nèi)部的一部分。” 。“如果木衛(wèi)一有一個(gè)全球性的巖漿海洋，我們知道它的潮汐變形特征將比一個(gè)更堅(jiān)硬、大部分是固體的內(nèi)部大得多。因此，根據(jù)朱諾號(hào)探測(cè)木衛(wèi)一重力場(chǎng)的結(jié)果，我們將能夠判斷出是否有一個(gè)全球巖漿海洋隱藏在它的表面之下。”
朱諾號(hào)團(tuán)隊(duì)將兩次飛越的多普勒數(shù)據(jù)與該機(jī)構(gòu)之前對(duì)木星系統(tǒng)的任務(wù)和地面望遠(yuǎn)鏡的觀(guān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了比較。他們發(fā)現(xiàn)潮汐變形與木衛(wèi)一沒(méi)有淺層全球巖漿海洋是一致的。
“朱諾號(hào)發(fā)現(xiàn)潮汐力并不總是創(chuàng)造全球巖漿海洋，這不僅促使我們重新思考我們對(duì)木衛(wèi)一內(nèi)部的了解，”主要作者、朱諾號(hào)聯(lián)合研究員、噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室太陽(yáng)系動(dòng)力學(xué)小組主管Ryan Park說(shuō) 。“這對(duì)我們理解其他衛(wèi)星，如土衛(wèi)二和歐羅巴，甚至系外行星和超級(jí)地球都有影響。我們的新發(fā)現(xiàn)為重新思考我們對(duì)行星形成和演化的了解提供了機(jī)會(huì) 。”
更多的科學(xué)即將出現(xiàn) 。11月24日，該航天器在木星神秘的云頂上空進(jìn)行了第66次科學(xué)飛行。它下一次接近這顆氣態(tài)巨星將發(fā)生在美國(guó)東部時(shí)間12月27日凌晨12:22 。在perijove時(shí)，朱諾號(hào)的軌道最接近木星中心，該航天器將在木星云頂上方約2175英里（3500公里）處，自2016年進(jìn)入這顆氣態(tài)巨星的軌道以來(lái) ，將飛行6.457億英里（10.39億公里）。
關(guān)于朱諾
JPL是加州帕薩迪納加州理工學(xué)院的一個(gè)部門(mén)，為圣安東尼奧西南研究所的首席研究員Scott Bolton管理朱諾任務(wù) 。朱諾號(hào)是美國(guó)國(guó)家航空航天局新邊疆計(jì)劃的一部分，該計(jì)劃由美國(guó)國(guó)家航空宇航局位于阿拉巴馬州亨茨維爾的馬歇爾太空飛行中心為該機(jī)構(gòu)位于華盛頓的科學(xué)任務(wù)理事會(huì)管理。意大利航天局（ASI）資助了木星紅外極光成像儀。位于丹佛的洛克希德·馬丁航天公司建造并運(yùn)營(yíng)了該航天器。美國(guó)各地的其他機(jī)構(gòu)提供了朱諾號(hào)上的其他幾臺(tái)科學(xué)儀器。