首次直接显示火山对木星卫星木卫一的影响

　　阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列（ALMA）的新无线电图像首次显示了火山活动对木星卫星木卫一大气的直接影响。

　　木卫一是太阳系中火山活动最活跃的卫星。它拥有400多座活火山，喷出含硫气体，当它们在木卫一表面冻结时，会呈现出黄-白-橙-红的颜色。

　　尽管它非常薄——大约比地球大气层薄10亿倍——但木卫一的大气层可以教会我们木卫一的火山活动，并为我们提供一扇窗户，让我们了解奇异的月球内部及其多彩的地壳下面发生的事情。

　　先前的研究表明，Io的大气主要是二氧化硫气体，最终来源于火山活动。加州大学伯克利分校的伊姆克·德·佩特说:“然而，驱动木卫一大气动力学的过程尚不清楚。”。“是火山活动，还是木卫一在阳光下时从冰表面升华（从固态转变为气态）的气体？”

　　为了区分产生木卫一大气层的不同过程，一组天文学家使用ALMA拍摄了月球进出木星阴影时的快照（他们称之为“日食”）。

　　“当木卫一进入木星的阴影，没有阳光直射时，对二氧化硫气体来说太冷了，它会凝结在木卫一的表面。在那段时间里，我们只能看到来自火山的二氧化硫。因此，我们可以准确地看到有多少大气受到火山活动的影响，”纽约哥伦比亚大学的斯塔塔·卢斯茨-库克解释说。

　　由于ALMA精致的分辨率和灵敏度，天文学家第一次可以清楚地看到从火山中升起的二氧化硫（SO2）和一氧化硫（SO）羽流。根据这些快照，他们计算出活火山直接产生了木卫一大气的30-50％。

　　阿尔玛图片还显示了第三种来自火山的气体:氯化钾（KCl）。“我们在火山地区看到KCl，在那里我们看不到二氧化硫或二氧化硫，”卢斯茨-库克说。“这是不同火山下岩浆库不同的有力证据.“

　　木卫一火山活动是由于一个叫做潮汐加热的过程。木卫一围绕木星运行的轨道不是很圆，就像我们的月亮总是面向地球的同一边一样，木卫一的同一边也总是面向木星。木星的其他卫星木卫二和木卫三的引力导致了巨大的内部摩擦和热量，导致了像洛基·帕特拉这样的火山，其跨度超过200公里（124英里）。“通过研究木卫一的大气和火山活动，我们不仅了解了火山本身，还了解了潮汐加热过程和木卫一的内部，”卢斯茨-库克补充道。

　　一个很大的未知数是木卫一低层大气的温度。在未来的研究中，天文学家希望用ALMA来测量这一点。“为了测量木卫一大气的温度，我们需要在观测中获得更高的分辨率，这要求我们观察月球的时间更长。“我们只能在木卫一在阳光下的时候做这件事，因为它在月食中不会花太多时间，”德·佩特说。“在这样的观察过程中，木卫一会旋转几十度。我们将需要应用软件，帮助我们制作未涂抹的图像。我们之前已经用阿尔玛和超大规模阵列（VLA）制作的木星的无线电图像做到了这一点。