木衛一大爆發。
2022年12月14日朱諾探測器拍攝的木衛一。當時探測器距離木衛一大約6.4萬千米。 NASA / JPL-Caltech / SwRI/MSSS
木星的第三大衛星——木衛一(Io)是太陽系最活躍的火山天體。有火山在木衛一上噴發不足為奇,奇的是去年下半年以來,這顆衛星上的火山噴發得既猛烈又離奇。
美國行星科學研究所的科學家Jeff Morgenthaler自2017年以來一直在觀測木衛一的火山活動,Morgenthaler稱他在2022年下半年觀測到的木衛一火山噴發事件是自他從事該研究以來最猛烈的。
木衛一火山噴發產生的鈉離子云。 Jeff Morgenthaler
木衛一的火山噴發是周期性發生的。由於它在一個非正圓的軌道上繞木星運行,和木星的距離又很近,木星的強大引力不停地擠壓拉伸著這顆衛星,導致其內部產生大量所謂的「潮汐熱」。
同樣的機制在木衛二內部製造出了一個巨大的地下液態水海洋,在岩石成分為主的木衛一內部則可能製造出了一個熔岩海,以及大量的火山。
這些處於極端環境中的火山不僅對木衛一的表面形態產生著巨大影響,甚至還會影響木星系的空間環境。
由於木衛一的引力只比地球的衛星——月球稍強,因此會有部分來自木衛一內部的氣體和物質,通過火山噴發逃逸到太空,進入環木星軌道。
這些物質的主要成分是離子化的硫,它們會在環木星軌道上形成一個甜甜圈狀的環形結構,被稱為「木衛一等離子體環(Io plasma torus)」。
這一次讓研究人員感到百思不得其解的現象就發生在這個等離子體環身上。通常情況下,如果木衛一上有火山噴發,這個環會同步增亮。但是Morgenthaler卻發現,去年9月至12月木衛一大爆發時,這個環的亮度卻奇怪地沒有發生任何變化。
Morgenthaler對此的推測是,要麼這一次木衛一火山噴出的物質和以往有所不同;要麼就是這一次這個等離子體環以某種方式「拒絕」了木衛一的噴出物。
木衛一等離子體環。主要成分為離子化的硫。 Jeff Morgenthaler
12月14日,「朱諾」探測器曾從距離木衛一僅6.4萬千米的地方掠過,其搭載的科研設備可以搜集到木衛一等離子體環內部輻射環境的數據。要搞清楚那裡究竟發生了什麼,這些數據可能會有用,但它們目前還在下載和處理中。
參考
PSI’s Io Input/Output observatory discovers large volcanic outburst on Jupiter’s moon Io
https://www.psi.edu/news/iooutbursts