美国宇航局的朱诺号探测器近距离观察了木星卫星木卫一上的熔岩湖
美国宇航局朱诺号探测器的最新发现更全面地展示了木星卫星木卫一上的熔岩湖分布情况，并首次揭示了那里的火山活动过程。这些结果来自朱诺号的木星红外极光测绘仪 (JIRAM)，该仪器由意大利航天局提供，可在红外光下“观测”。研究人员在《通讯地球与环境》上发表了一篇关于朱诺号最近火山发现的论文。1610 年，伽利略·伽利莱首次发现木星卫星木卫一（略大于地球的卫星）以来，木卫一就一直引起天文学家的浓厚兴趣。大约 369 年后，美国宇航局的航海者 1 号太空飞船捕捉到了木卫一上的一次火山喷发。随后的木星任务以及更多次木卫一飞掠都发现了更多的羽状流和熔岩湖。科学家们现在认为，木卫一是太阳系中火山活动最活跃的星球，它像手风琴一样被邻近的卫星和巨大的木星本身拉伸和挤压。但是，虽然关于月球表面火山喷发类型的理论有很多，但支持数据却很少。
2023 年 5 月和 10 月，朱诺号飞过木卫一，距离分别约为 21,700 英里（35,000 公里）和 8,100 英里（13,000 公里）。朱诺号的众多仪器中，JIRAM 可以很好地观察这颗迷人的卫星。
JIRAM 的设计目的是捕捉从木星深处发出的红外光（人眼无法看见），它可以探测到气态巨星云层下方 30 至 45 英里（50 至 70 公里）的天气层。但在朱诺号的延长任务期间，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 木卫一图像显示，许多热点底部周围有明亮的环。
“JIRAM红外图像的高空间分辨率，加上朱诺号在飞行过程中的有利位置，揭示了木卫一的整个表面都被熔岩湖覆盖，这些熔岩湖包含在类似火山口的特征中，”朱诺号联合研究员、罗马国家天体物理研究所的亚历山德罗·穆拉 (Alessandro Mura) 说道。“在我们拥有最完整数据的木卫一表面区域，我们估计其中约 3% 被其中一个熔岩湖覆盖。”（火山口是火山喷发和坍塌时形成的巨大洼地。）
2023 年 10 月 15 日，美国宇航局朱诺号上的 JIRAM 仪器收集的红外数据显示，木星卫星木卫一上有一座熔岩湖，名为 Chors Patera。研究小组认为，这座湖大部分被厚厚的熔融地壳覆盖，边缘有一圈热环，木卫一内部的熔岩直接暴露在太空中。
喷火湖
JIRAM 的木卫一飞掠数据不仅突显了该卫星丰富的熔岩储量，还让人们得以一窥地表之下可能发生的情况。木卫一几个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。湖边及湖外没有熔岩流，这意味着熔岩在循环流动，这表明喷入熔岩湖的熔岩与循环回地下系统的熔岩之间存在平衡。
“我们现在知道木卫一上最常见的火山活动类型是什么了：巨大的熔岩湖，岩浆在其中上下流动，”穆拉说。“熔岩外壳被迫撞上湖壁，形成夏威夷熔岩湖中常见的熔岩环。湖壁可能有数百米高，这解释了为什么一般不会观察到岩浆从火山口溢出”——火山活动形成的碗状特征——“并在月球表面移动。”
该动画是艺术家对洛基湖的概念图，洛基湖是木星卫星木卫一上的一个熔岩湖，使用 NASA 朱诺号航天器上的 JunoCam 成像仪的数据制作而成。洛基湖内部有多个岛屿，是一个充满岩浆、边缘为熔岩的洼地。
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，由于岩浆的中心上涌，岩石地壳作为一个连续的表面周期性地上下移动。根据这一假设，由于地壳接触湖壁，摩擦力会阻止其滑动，导致其变形并最终破裂，从而暴露出表面下方的熔岩。
另一种假设仍然存在：岩浆从湖中央涌出，扩散开来并形成一层外壳，该外壳沿着湖边下沉，露出熔岩。
“我们刚刚开始深入研究 2023 年 12 月和 2024 年 2 月木卫一近距离飞行的 JIRAM 结果，”圣安东尼奥西南研究所朱诺号首席研究员斯科特·博尔顿说。“这些观测结果显示了有关木卫一火山过程的令人着迷的新信息。将这些新结果与朱诺号长期监测和绘制木卫一从未见过的南北极火山的活动相结合，JIRAM 将成为了解这个饱受折磨的世界如何运作的最有价值的工具之一。”
6 月 13 日，朱诺号对木星进行了第 62 次飞越，其中包括对木卫一的飞越，高度约为 18,175 英里（29,250 公里）。对这颗气态巨行星的第 63 次飞越计划于 7 月 16 日进行。
更正说明（2024 年 6 月 27 日）：本文的早期版本错误地指出木卫一比地球稍大；实际上它比地球的月球稍大。
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