朱諾號於 2022 年 7 月拍攝的木衛一紅外圖像。(NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM)

太陽系中最強烈的火山爆發不是發生在地球上,而是發生在木衛一上,它是一顆環繞著木星的含硫衛星。

現在,來自美國行星科學研究所 (PSI) 的研究人員注意到它最近一次爆發的規模非常劇烈,即使對於像木衛一這類地質活動頻繁的天體來說也是十分驚人。

在木星周圍的空間裡,從去年 7 月至 9 月間,由木衛一的火山噴發產生和提供的等離子體環面明顯變得更多,而且這現象一直持續到 12 月,表明了木衛一正經歷一連串的火山活動,釋放出大量物質。

對於僅比月球大一點點的天體,木衛一絕對是火山活動的怪物。在木衛一上到處都是火山,而已知的 400 座火山中約有 150 座隨時噴發,形成巨大的熔岩湖。

這完全取決於它與木星的關係:木衛一的軌道是橢圓的,由於引力變化,改變了衛星繞行星擺動時的形狀。

其他的伽利略衛星(木星四個大型衛星的總稱)也對木衛一進行牽引作用。這會導致木衛一內部產生摩擦加熱,然後從其內部噴出熔融物質。

木衛一的火山噴發物會影響木星。由於木衛一本身沒有磁場,使得二氧化硫逸出,形成一個環繞木星的等離子體環面。

這就是在木星兩極閃爍的永久性紫外線極光的來源——它是太陽系中最強大的極光。

當然,這種複雜的相互作用本身就非常迷人。但它也可以幫助我們了解在更廣泛的星系中可能發生的其他類似性質的相互作用。

因此 PSI 的天文學家 Jeff Morgenthaler 自 2017 年以來一直通過使用 PSI 的木衛一輸入/輸出天文台 (IoIO) 來觀測木衛一。

木衛一火山爆發結果的圖像。(Jeff Morganthaler/PSI)

木星很大也很亮,所以 IoIO 使用日冕儀技術:能有效地將照耀到木星的光線降到最低,這樣 Mogenthaler 就可以看到它周圍空間中其他事物發出的光線,包括等離子體環面。

這就是他能看到木衛一每年都有火山爆發的方式,以及他是如何在去年秋天看到硫和鈉被注入環面的原因。

然而,雖然數量巨大,但他發現現在的環面比之前其他年份暗淡。我們還不知道這意味著什麼,但如果解開它就可以告訴我們一些關於木星和木衛一之間的新情況。

Morgenthaler 說:「這可能會告訴我們一些關於產生爆發的火山活動的成分,或者它可能告訴我們,當更多的物質進入環面時,環面能更有效地清除物質。」

我們不得不等待了解更多訊息,但隨著 IoIO 在地面上的觀測以及朱諾號目前繞木星運行,有關等離子體環面的更多消息將會出現,特別是朱諾號可以測量木星等離子體環境的變化。

此外,朱諾號將於 2023 年 12 月飛越木衛一,因此我們期待著有關這顆黃色衛星的其他消息。

Morgenthaler:「朱諾號的測量結果也許能夠告訴我們這次火山爆發的成分是否與之前的不同。」

更多科學與科技新聞都可以直接上 明日科學網站 http://www.tomorrowsci.com

資料來源:

  1. Starr, M., (10 January 2023). Massive Volcanic Outburst Detected on Jupiter’s Hellish Moon Io. ScienceAlert
  2. Morgenthaler, J., (3 January 2023). PSI’s Io Input/Output observatory discovers large volcanic outburst on Jupiter’s moon Io. Planetary Science Institute
  3. 圖片來源:https://www.jpl.nasa.gov/images/pia25698-jupiters-moon-io-seen-in-infrared-light (NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM)
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