最近的一项研究阐明了为什么以及如何木星的卫星伊欧成为我们太阳系中最火山活跃的天体。
来自NASA朱诺任务的研究人员发现，木星的卫星伊欧上的每个火山很可能由其自身独立的冒泡热熔岩室供能，而不是由一个广阔的熔岩海维持。这项发现帮助解决了一个困扰科学家44年的谜团，即关于这个卫星最鲜明地质特征的地下起源。
这些发现于12月12日星期四在《自然》（Nature）期刊上发表。它们还在华盛顿美国地球物理联盟年会上进行的媒体活动中进行了讨论，该会议是专注于地球和宇宙的科学家们最大的聚会。
伊欧的大小与地球的月球相当，被认为是我们太阳系中火山活动最频繁的天体。它拥有大约400座火山，几乎持续不断地喷发熔岩和气体，从而造成其表面的独特外观。
虽然伊欧在1610年1月8日被伽利略·伽利莱发现，但其火山活动首次是在1979年被NASA喷气推进实验室的成像专家林达·莫拉比托在旅行者1号宇宙飞船拍摄的照片中检测到的火山喷发云。
“自从莫拉比托的发现以来，行星科学家一直在推测这些火山如何从地表以下获取熔岩，”朱诺的主要研究员斯科特·博尔顿在圣安东尼奥的西南研究所解释道。“它们是否从一个浅的、极热的熔岩海汲取，或者每个火山是否有一个更局部的来源？我们预计在朱诺的两次近距离飞越中收集的数据将提供关于这个动荡卫星运作的重要见解。”
朱诺宇宙飞船在2023年12月和2024年2月对伊欧进行了特别近距离的飞越，距离其独特纹理的表面大约930英里（1500公里）。在这些遭遇期间，朱诺与NASA深空网络通信，收集详细的双频多普勒数据，这有助于测量伊欧的引力效应，因为它影响着宇宙飞船的加速度。这些数据揭示了关于潮汐弯曲的新信息。
木星潮汐之王
伊欧靠近巨大的木星，其椭圆轨道意味着它每42.5小时绕这颗气体巨行星转一圈。随着伊欧靠近和远离，木星施加的引力会有所变化，导致伊欧受到强烈的挤压。这导致了极端的潮汐弯曲——一个过程，其中这些潮汐力的摩擦产生内部热量。
“持续的弯曲产生巨量的能量，实际上融化了伊欧内部的部分，”博尔顿表示。“如果伊欧有一个全球熔岩海，潮汐变形的测量将显示出与更固体结构相比更大的影响。因此，我们可以从朱诺的引力场评估中推断它的表面下是否存在一个全球熔岩海。”
通过将他们的两次飞越中的多普勒数据与其他NASA任务和地面望远镜的先前观测进行比较，朱诺团队确定潮汐变形与伊欧缺乏一个浅的全球熔岩海是一致的。
“朱诺发现潮汐力并不总是导致全球熔岩海，这挑战了我们对伊欧内部的理解，”朱诺的主要作者，朱诺的共同研究员兼喷气推进实验室太阳系动力学小组的监督员瑞安·帕克评论道。“这对我们理解其他卫星如恩克拉多斯和欧罗巴，以及系外行星和超级地球，有着更广泛的影响。我们的发现为重新评估我们对行星形成和演化的认识打开了新的途径。”
更多科学发现正在路上。朱诺于11月24日完成了对木星神秘云层顶部的第66次科学飞越。下一次接近这颗气体巨星将在12月27日东部时间上午12:22进行。在其最近的点，朱诺将离云层顶部约2,175英里（3,500公里），自2016年进入木星轨道以来，已行驶总计6.457亿英里（10.39亿公里）。
