美国国家航空航天局的朱诺号近距离观察木星卫星木卫一上的熔岩湖

降法讲顾

美国国家航空航天局“朱诺”号宇宙飞船上的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。这张照片是2月3日在约2400英里（3800公里）的距离拍摄的。图像数据：NASA/JPL加州理工学院/SwRI/MSSS，Andrea Luck图像处理（CC by）

据美国宇航局（喷气推进实验室）：来自太阳能航天器的红外图像引发了关于木星最热卫星内部工作原理的讨论。

美国国家航空航天局“朱诺号”探测器的新发现更全面地了解了木星卫星木卫一上熔岩湖的分布范围，并首次深入了解了那里的火山过程。这些结果来自意大利航天局提供的朱诺的木星红外极光测绘仪（JIRAM），该仪器可以在红外光中“看到”。6月20日，研究人员在《自然通讯》、《地球与环境》杂志上发表了一篇关于朱诺火山最新发现的论文。

自1610年伽利略首次发现木星以来，木卫一就引起了天文学家的兴趣，木星比地球的月球略大。大约369年后，美国国家航空航天局的旅行者1号宇宙飞船捕捉到了月球上的一次火山喷发。随后的木星任务，以及更多的木卫一飞越，发现了额外的羽状物——以及熔岩湖。科学家们现在认为，木卫一是太阳系中火山活动最活跃的世界，它像手风琴一样被相邻的卫星和巨大的木星拉伸和挤压。但是，尽管关于月球表面火山喷发的类型有很多理论，但几乎没有支持数据。

在2023年5月和10月，“朱诺”号分别飞越了约21700英里（35000公里）和8100英里（13000公里）的木卫一。在朱诺的乐器中，JIRAM能很好地观察到迷人的月亮。



2023年10月15日，美国国家航空航天局朱诺号上的JIRAM仪器收集的红外数据显示，木星卫星木卫一上的熔岩湖Chors Patera。该团队认为，该湖大部分被厚厚的熔融地壳覆盖，边缘有一个热环，木卫一内部的熔岩直接暴露在太空中。NASA/JPL加州理工学院/SwRI/ASI/INAF/JIRAM/MSS

JIRAM旨在捕捉从木星深处射出的红外光（人眼看不见），它探测木星云顶下30至45英里（50至70公里）的天气层。但在朱诺号的延长任务中，任务团队还使用该仪器研究了木卫一、木卫二、木卫三和木卫四。JIRAM Io的图像显示，许多热点的地板周围都有明亮的圆环。

罗马国家天体物理研究所的朱诺号联合研究员Alessandro Mura说：“JIRAM红外图像的高空间分辨率，加上飞越期间朱诺号的有利位置，表明木卫一的整个表面都被火山口状特征中的熔岩湖所覆盖。”。“在我们拥有最完整数据的木卫一表面区域，我们估计大约3%的区域被其中一个熔岩湖覆盖。”（破火山口是火山爆发和坍塌时形成的一个大凹陷。）

喷火湖

JIRAM的木卫一飞越数据不仅突出了月球丰富的熔岩储量，还提供了月球表面下可能发生的事情的一瞥。几个木卫一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处有一圈薄薄的熔岩。湖缘内外缺乏熔岩流，这意味着熔体的循环利用，这表明喷发到熔岩湖的熔体和循环回地下系统的熔体之间存在平衡。

Mura说：“我们现在已经知道木卫一上最频繁的火山活动类型是什么：巨大的熔岩湖，岩浆在这里上下流动。”。“熔岩地壳被迫与湖壁断裂，形成夏威夷熔岩湖中常见的典型熔岩环。湖壁可能有数百米高，这就解释了为什么通常不会观察到岩浆从火山活动形成的碗状特征“喷出”并在月球表面移动。”

JIRAM数据表明，这些木卫一热点的大部分表面由岩石地壳组成，由于岩浆的中心上升流，岩石地壳作为一个连续的表面上下循环运动。在这一假设中，因为地壳接触到了湖壁，摩擦阻止了它的滑动，导致它变形并最终破裂，暴露出地表以下的熔岩。

另一种假说仍在发挥作用：岩浆在湖心喷涌而出，扩散并形成一层地壳，沿着湖缘下沉，暴露出熔岩。

圣安东尼奥西南研究所朱诺号的首席研究员Scott Bolton说：“我们刚刚开始深入研究2023年12月和2024年2月近距离飞越木卫一的JIRAM结果。”。“这些观测结果显示了关于木卫一火山过程的迷人新信息。将这些新结果与朱诺号监测和绘制木卫一前所未有的南北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是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18175英里（29250公里）的高度飞越木卫一。这颗气态巨行星的第63次飞越计划于7月16日进行。

关于使命

美国国家航空航天局喷气推进实验室是加州理工学院位于加利福尼亚州帕萨迪纳的一个部门，为圣安东尼奥西南研究所的首席研究员斯科特·博尔顿管理“朱诺”号任务。Juno是美国国家航空航天局新前沿计划的一部分，该计划由位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心为该机构位于华盛顿的科学任务局管理。意大利航天局资助了木星红外极光测绘仪。位于丹佛的洛克希德·马丁太空公司建造并运营了这艘航天器。