2023 年 12 月和 2024 年 2 月,NASA 的朱诺号探测器两次飞越了木星的卫星木卫一。探测器近距离飞掠(这是 20 多年来最近距离飞掠木卫一的两次),距离约为 930 英里,拍摄到了这颗卫星的熔岩湖和火山喷发柱,充实了我们对太阳系中最火山活跃的星球的认识。
据 NASA 科学家称,这些图像有助于我们了解木卫一的火山活动,证实了这颗卫星剧烈火山活动的模式和起源。这些图像还突显了我们对木星系统以及整个太阳系知识的进步,让人回想起木卫一曾一度被误认为是一个不活跃、停滞不前的地方。
“朱诺科学团队正在研究木卫一的火山是如何变化的,”木星探测任务首席科学家、天体物理学家 Scott Bolton 在 12 月飞掠之前的一份声明中说。“我们正在研究它们喷发的频率、亮度和温度,熔岩流的形状如何变化,以及木卫一的活动与木星磁层中带电粒子的流动有何联系。”
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“死寂之月”焕发活力
作为木星“巨行星”系统中第三大的卫星,木卫一对火山的隆隆声和咆哮声并不陌生。这是因为它比我们太阳系中的任何其他卫星都更富于火山活动,喷发出的火山灰有时会喷射到其崎岖、多山的表面以上300 英里。
但木卫一并非一直被认为是一颗特别活跃的卫星。几十年来,它被描述为一颗“死寂之月”,被困在时间里,是一个没有活跃地质活动的世界。
直到 NASA 的旅行者 1 号(Voyager 1)探测器才打破了这种对木卫一的看法。该探测器于 1977 年发射升空,于 1979 年从约 12,780 英里外拍摄到了木卫一的首批近距离照片。近距离照片显示,一颗巨大的火山喷发柱从该卫星表面喷涌而出,表明木卫一并非如传统认为的那样地质活动停滞。
当时一些科学家已经开始怀疑木卫一由于木星的引力作用而活跃,扭曲并加热了这颗卫星的内部。但正是旅行者 1 号证实了他们的怀疑,在其遥远的 terreno 上发现了地球以外的第一座活跃火山。
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捕捉木卫一的火山活动
如今,旅行者 1 号早已远离木星,正逐渐深入星际空间。但木星及其众多卫星并非无人研究。相反,NASA 的朱诺号(Juno)探测器,作为旅行者 1 号在研究木星系统中的后续者,正在研究木星及其95 颗天然卫星。自 2016 年进入木星系统以来,该探测器一直从远处观测木卫一,利用其 JunoCam 成像仪,在 6,830 英里至 62,100 英里的距离内监测这颗卫星的表面。
这些过去的观测帮助研究人员更深入地了解木卫一的火山活动,使他们能够拼凑出这颗卫星的活跃火山图,该图已于去年 11 月发表。但 2023 年 12 月 30 日和 2024 年 2 月 3 日的近距离飞掠提供了迄今为止最清晰的木卫一图像,其中包含前所未见的火山峰和喷发柱的照片。
研究这些图像可能会揭示木卫一的火山活动模式——这是一项因模糊和不足的图像而变得更加困难的任务。不仅如此;这些图像还可能澄清木卫一火山的起源,确定木星对这颗卫星岩石喷发的影响程度。
“通过我们在 12 月和 2 月的两次近距离飞掠,朱诺号将调查木卫一巨大火山活动的确切来源,其地壳下是否存在岩浆海洋,以及来自木星的潮汐力的重要性,这些潮汐力正无情地挤压着这颗饱受折磨的卫星,”Bolton 在一份声明中补充道。
NASA 于 2021 年 1 月延长了朱诺号的任务期限,这意味着该探测器将继续绕木星及其卫星运行,直到 2025 年 9 月。在此期间,计划对木卫一进行总共 18 次未来的飞掠,为科学家们进一步研究木星最活跃、最爆炸性的卫星提供了充足的机会。
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NASA. 木卫一
NASA 喷气推进实验室. NASA 朱诺号将于 12 月 30 日近距离观测木星火山卫星木卫一
NASA 喷气推进实验室. 探测器在木卫一观测并嗅探到最高的火山喷发柱
NASA 科学空间站. 太空火山
NASA. 旅行者 1 号
Science. 潮汐耗散引起的木卫一熔化
NASA. 朱诺号
NASA. 木星的卫星
Nature. 木卫一的极地火山热辐射表明存在岩浆海洋和浅层潮汐加热模型















