天文學家第一次看到了從伊奧火山噴出的有毒火山氣體羽狀物的明確證據。
木星衛星的最新無線電圖像終於為長期存在的有關其大氣的問題提供了一些答案。
木衛一是太陽系中火山最多的地方。400多座活火山散布在它的表面，這是月球內部壓力的表現，因為它不僅受到木星的引力牽引，還受到木星另外三顆伽利略衛星的引力牽引。
木衛一稀薄的大氣和表面主要由從內部噴出的二氧化硫——沒錯，是硫磺。它以氣體的形式通過火山裂口噴射出來，在夜晚冷卻下來，然後在地面上停留，使月亮呈現出病態的黃色和橙色。
但是，究竟有多少氣體直接來自火山，又有多少來自在陽光下重新加熱的冰凍表面的二氧化硫?這很難量化。
加州大學伯克利分校的天文學家Imke de Pater說：「目前還不知道是什麼過程驅動了木衛一的大氣動力學。」
是火山活動，還是伊奧在陽光下從冰面表面升華出來的氣體?我們所表明的是，實際上，火山對大氣確實有很大的影響。」
研究人員終於找到了一些答案，與此同時，他們已經能夠探測到月球上火山噴出的二氧化硫羽狀物。
作為一個火山氣體不斷洩漏的世界，木衛一的大氣出奇地稀薄；其中大部分氣體通過與木星及其磁場的複雜相互作用逃逸，速度約為每秒1公噸，形成一個巨大的環形等離子體，稱為木衛一(Io)等離子體環面，環繞木星運行。
剩下的大氣層可以揭示月球內部的地質過程，這反過來可以幫助我們了解太陽系以外的一些行星的動態。
如果我們準確地知道相互競爭的引力對木衛一的影響，以及為什麼這些影響不會對其他天體產生同樣的影響，我們就可以對引力如何影響太遠而看不清楚的系外行星做出更有根據的推斷。
因此，天文學家們利用智利的阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列(ALMA)，在射電波長下近距離觀察木衛一進出木星陰影時的情況——一次木星日食。
他們發現的第一件事是二氧化硫並不存在於木衛一的大氣中。在晚上，溫度下降到二氧化硫的冰點以下。
當火星表面再次出現在陽光下時，凝固的二氧化硫會在大約10分鐘內升華回大氣中，這比預期的要快得多。
這種奇怪的現象被證明是研究火山大氣作用的完美工具。
哥倫比亞大學的天文學家斯塔提亞·盧茲克-庫克解釋說：「當木衛一進入木星的陰影時，由於沒有陽光直射，那裡的溫度對於二氧化硫氣體來說太冷了，所以二氧化硫氣體會凝結在木衛一的表面。」
「在此期間，我們只能看到來自火山的二氧化硫。因此，我們可以確切地看到有多少大氣受到了火山活動的影響。」
在ALMA的圖像中，研究小組第一次能夠清晰地識別出來自火山源的二氧化硫和一氧化碳羽狀流的證據。
在沒有二氧化硫或一氧化碳的火山地區，他們看到了別的東西——氯化鉀，另一種火山氣體。
這表明，不同的火山正在利用不同的巖漿庫，而不是共享它們。這表明在Io表面之下存在一些有趣的複雜性。
通過這些圖像，研究小組能夠計算出火山對木衛一大氣的貢獻。大約30%到50%的二氧化硫直接來自火山。
顯然，未來的工作將有助於縮小範圍。研究小組說，他們研究的下一步是嘗試測量木衛一的大氣溫度，特別是在低海拔地區。這將更具挑戰性，但並非不可能。
「為了測量木衛一的大氣溫度，我們需要在觀測中獲得更高的解析度，這就需要我們對月球進行更長時間的觀測。我們只能在Io在陽光下的時候做到這一點，因為它不會在日蝕中花費太多的時間，」de Pater說。
「在這樣的觀測過程中，木衛一將旋轉數十度。我們將需要應用軟體，幫助我們製作未塗抹的圖像。我們之前已經用ALMA和超大陣列傳回了木星的無線電圖像。」
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