火山在木星的「月球」Io上燃燒氣體

是什麼在木星的月球Io上產生了沸騰的氣態氣氛？科學家認為他們終於有了答案：火山。艾奧是太陽系中火山活動最活躍的世界，是四個伽利略衛星之一（伽利略在17世紀發現的木星的四個最大衛星），也是地球上已知的79顆人造衛星之一。 眾所周知，艾奧的大氣主要由二氧化硫組成，但是這種氣體的來源長期以來一直是爭論的話題。

• 該合成圖像在哈勃太空望遠鏡拍攝的木星圖像之前顯示了木星的月亮Io。在一項新的研究中，科學家們證明了月球大氣中的二氧化硫是如何從火山中產生的。 （圖片來源：圖片由ALMA（ESO / NAOJ / NRAO）提供，I。de Pater等； NRAO / AUI NSF，S。Dagnello； NASA / ESA）

加州大學伯克利分校的天文學和地球與行星科學系研究生教授Imke de Pater表示： 尚不清楚哪個過程驅動艾奧大氣的動力學。是火山活動，還是Io在陽光下從冰面升華的氣體？由德·帕特（de Pater）領導的一項新研究提供了答案。實際上，火山對大氣的影響很大。艾奧的大氣層比我們自己星球的大氣層薄約十億倍，這使科學家能夠凝視著月球表面，月球表面到處都是熔巖湖，液態巖石和硫酸冰。

美國宇航局的木星軌道朱諾飛行任務將於明年7月結束，主要觀察木星本身，因此，德帕特不是使用軌道探測器，而是使用包括ALMA（阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列）在內的射電望遠鏡研究了Io。光學和紅外望遠鏡，例如夏威夷的凱克望遠鏡。 迪·帕特（De Pater）和她的同事們對月球大氣層進行了30年的觀察，發現當艾奧（Io）繞木星運行時，每42個小時，月球大氣層就會變得嚴重不穩定。

在這項新研究中，研究人員發現，2018年3月20日，由於木星使月食黯然失色，導致溫度暫時下降，二氧化硫氣體含量似乎急劇下降。 研究人員確定，溫度下降可能導致氣體從本質上退回到月球表面。艾歐的平均表面溫度約為攝氏負202度，但溫度下降會使它降至攝氏負270度，低於二氧化硫的凝固點。 該團隊進一步鞏固了這些發現，2018年9月，當月亮從冷蝕中出現後，二氧化硫的排放又回到了以前的水平。

一旦Io進入太陽光，溫度就會升高，所有的SO2冰都會升華成氣體，然後在大約10分鐘的時間內改變大氣層，比模型預測得要快。 研究人員還觀察到月球大氣中的二氧化硫含量較低，從而發現了「隱身火山」或不散發煙氣或其他微粒的火山的證據。此外，研究小組還注意到7月份艾奧大氣中普遍存在一氧化硫氣體，但僅在活躍的火山上方。 有了這些數據，並且通過觀察月球再次進出月食，該小組就能夠看到月球中的二氧化硫有多少是由火山作用引起的。

當艾奧進入木星的陰影，並沒有陽光直射時，它對二氧化硫氣體來說太冷了，它凝結在艾奧表面上。在此期間，我們只能看到火山來源的二氧化硫。因此，我們可以確切地看到火山活動對大氣層的影響。研究小組希望繼續研究月球，其大氣和火山活動，以繼續解決關於世界的奧秘，包括其低層大氣的溫度。這項新研究描述了這項工作，該研究發表在《行星科學雜誌》上。

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