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玻璃般光滑 木衛一上有驚人發現

美國太空總署(NASA)「朱諾號」(Juno)太空船拍攝的一張特寫向人們展示了木星衛星木衛一(Io)表面巨大的熔岩湖,其冷卻的湖面看起來就像玻璃一樣光滑。

該太空船於2023年12月和2024年1月飛越了木衛一(Io)火山表面930英里(1,500公里)範圍內,對木星最內層大衛星進行了最近距離的觀察。木衛一擁有數百座活火山,也是太陽系中火山最活躍的世界。

新圖像顯示了木衛一表面長127英里(200公里)的洛基·帕特拉(Loki Patera)熔岩湖。幾十年來,科學家一直在觀察這個熔岩湖。它位於木衛一表面下的岩漿庫上方。 「朱諾號」任務首席研究員斯科特·博爾頓(Scott Bolton)4月16日在維也納舉行的歐洲地球物理聯盟大會(European Geophysical Union General Assembly)新聞發布會上表示,湖中心冷卻的熔岩被邊緣可能是熔融的岩漿環繞著。

博爾頓說:“我們的儀器記錄到的湖面鏡面反射表明,木衛一表面部分區域像玻璃一樣光滑,讓人聯想到地球上由火山生成的黑曜石玻璃。”

熔岩湖內部佈滿了崎嶇的岩石島嶼。博爾頓說:“令人驚嘆的細節顯示,這些瘋狂的島嶼鑲嵌在一個潛在的岩漿湖中央,湖邊是熾熱的熔岩。”

「除了地球之外,這是我們在太陽系中看到活躍岩漿火山的唯一地方。」博爾頓說,雖然木衛一上岩漿的溫度高達數千度,但其表面的溫度可能為華氏零下148度(攝氏零下100度)。

「朱諾號」的儀器已經確定,木衛一的表面比木星的另外三顆伽利略衛星-木衛二(Europa)、木衛三(Ganymede)和木衛四(Callisto)的表面更光滑。木衛一比地球的衛星-月球稍大一些,未熔化的表面主要覆蓋著黃色的硫磺和二氧化硫。

博爾頓說,“當火山爆發時,岩漿噴出時,它會立即凍結,並可能形成硫磺雪。”

一個獨立研究小組於4月18日在《科學》(Science)雜誌上發表的一項新研究顯示,木衛一的地形缺乏輪廓,因為木衛二的火山活動非常活躍,熔岩不斷地重新覆蓋木衛一表面,從而抹去了其表面的撞擊坑。

研究團隊也使用智利的阿塔卡馬大型毫米/亞毫米望遠鏡陣列(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)來觀測木衛一大氣中的氣體。研究人員發現了大量富硫和富氯的證據。這表明木衛一在過去40億年的大部分或全部歷史中很可能一直處於火山活躍狀態,並釋放出這些氣體。

木衛一由伽利略·伽利雷(Galileo Galilei)於1610年首次發現,它只比月球稍大一點,但它與太陽系中的其它任何地方都不同。

玻璃般光滑木衛一上有驚人發現

這張繪圖顯示了木星衛星木衛一(Io)表面上一個名為洛基·帕特拉(Loki Patera)的熔岩湖樣貌。 (NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS)

博爾頓說,他經常形容木衛一是“木星受折磨的衛星”,因為它經常遭遇木星、木衛二和木衛三對它的撕扯。這種力量是如此之大,以至於木衛一的表面隆起了330英尺(100米)高,並產生了巨大的熱量。這就是為什麼木衛一的地下呈現液態岩石狀態。

研究人員認為,液態岩石是由熔融硫磺或矽酸鹽岩石構成,火山爆發有助於木衛一緩解壓力。據NASA稱,它們的噴發有時非常強烈,以至於可以用地球上的望遠鏡看到。

玻璃般光滑木衛一上有驚人發現

2024年4月9日,美國太空總署(NASA)「朱諾號」(Juno)上的朱諾相機(JunoCam)儀器在第60次飛越木星期間捕捉到了木星衛星木衛一(Io)的這一景象,並首次拍攝了木衛一南極區域的影像。 (Gerald Eichstädt/Thomas Thomopoulos, CC BY)

迄今已經有多個太空船對木衛一進行了研究,包括20世紀70年代的“先鋒號”(Pioneer)和“旅行者號”(Voyager)探測器以及20世紀90年代的“伽利略號”( Galileo)太空船。現在,「朱諾號」帶來的啟示正在幫助科學家以前所未有的方式了解木衛一火山活動背後的推手。

「朱諾號」在繼續飛越木星,收集有關其劇烈的極地氣旋資料。每個氣旋的寬度相當於美國本土。該太空船將於5月12日完成第61次飛越木星的任務。

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