对我们太阳系中最火山世界的新观察解开了以旅行者1号（Voyager 1）开始的谜团。
探索木星火热的卫星伊奥的掠过行为，由美国宇航局的朱诺号宇宙飞船进行，正在帮助我们解开一个未解之谜，即为何这个小型卫星是太阳系中最活跃的火山体。 尽管伊奥的大小与地球的月亮相仿，但它的火山数量估计达到400座，它们持续不断地喷发烟雾和熔岩，覆盖着它的表面。自2016年7月以来，朱诺号一直在绕轨道观测木星及其卫星，并已完成了两次在2023年12月和2月的极近距离掠过伊奥。 飞船距离月球表面仅930英里（约合1500公里），拍摄了照片和数据。通过朱诺号的掠过行为，我们对这颗活跃的卫星有了前所未有的观察，甚至首次观察到其极地区域。 科学家们已于本周在华盛顿特区举行的美国地球物理联合会年会上展示了分析这些掠过数据的一些结果。一篇详细介绍一些发现的论文也已在自然杂志上发布。 “伊奥是整个太阳系中最令人着迷的天体之一，”研究合著者斯科特·博尔顿说，他是朱诺号的首席研究员和位于圣安东尼奥的西南研究所的副校长。“我们可以看到这个天体在两极附近以及整个中部都覆盖着火山，（它们）不断爆发。”
新的数据表明，伊奥众多的火山很可能是由各自的火山口供应的炽热岩浆室产生的，而非由表面的全球岩浆洋供能。长期以来这是天文学家们的一个主流猜想。 这一发现可能会改变我们对太阳系中其他有全球性海洋的卫星的理解，比如木星的卫星欧罗巴和太阳系外的行星。
伽利略·伽利莱（Galileo Galilei）被誉为现代天文学之父，他在1610年发现了伊奥。然而，这个卫星狂野的火山活动直到1979年旅行者1号飞越木星及其卫星时才被探测到，当时它揭示了伊奥动态的、像香肠披萨般的地表。 博尔顿说。
从那以后，行星科学家们一直在想这些火山的源头在哪里。是存在一个浅层的白色炽热岩浆海洋为火山提供能量呢，还是其来源更加地方化？我们清楚的是朱诺的两个非常接近的掠过可以为我们的提供一些洞察，如何这个困扰的卫星实际上运作的方式。”
伊奥绕着木星旋转，木星是我们太阳系中最大的行星，博尔顿称其为“怪物”。它的轨道并不完美，这意味着有时它会在轨道上更靠近木星，而有时则更远。伊奥绕行星一周需要42.5小时。
木星巨大的引力影响会挤压伊奥在它绕行星旋转的过程中，就像一只手挤压橡胶球一样，这使得它变热。这种现象被称为潮汐拉伸或潮汐力所产生的内部摩擦并产生热量。 博尔顿说：“这就是伊奥内部发生的事情。这种挤压产生了热量，变得非常热以至于（它的）内部实际上正在融化并冒出来。喷发是持续不断的。就像一场不间断的暴雨。它总是在到处喷发。”
朱诺号飞船在近距离掠过时捕捉到了高精度的多普勒数据，这些数据通过跟踪飞船接近月球时的加速度来测量月球的引力。数据与之前飞越木星及其卫星的任务（如美国宇航局的伽利略宇宙飞船）以及地面望远镜的观测结果进行了比较。 所有的观测都指向了月球表面之下一个坚硬、大部分是固态的内部结构，而不是一个全球性的岩浆海洋——这解决了由旅行者1号观测开始的45年的谜题。相反，火山的动力来自于更地方的来源，每个火山都有自己的岩浆口袋。
“朱诺的发现表明潮汐力并不总是产生全球性的岩浆海洋不仅促使我们重新思考对伊奥内部的认识，也对我们理解其他卫星如土星的Enceladus和Europa以及系外行星和超级地球有着深远的影响。”这项研究的主要作者、JPL的联合研究员和Solar System Dynamics小组负责人瑞安·帕克在一份声明中说。“我们的新发现提供了一个重新思考行星形成和演化的机会。”
这个任务还帮助我们捕捉了一系列图像，展现了伊奥“原始幻想般的地表”。 JPL的天体物理学家海蒂·贝克克尔没有参与这项研究但在一篇评论文章中表示：“这些图像让我们第一次能够看清伊奥上的各种地貌特征。”
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