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阿尔玛显示火山对木卫一大火翼与冰鳍的怪奇谈气的影响

天文学与空间 2022-04-13 00:01:19

由国家射电天文台 用无线电(ALMA)和光学光(旅行者1号和伽利略)显示木星卫星木卫一的合成图像

木卫一的阿尔玛图像第一次显示了从火山中升起的二氧化硫(黄色)羽状物

背景中可以看到木星(哈勃)

信用:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO),本人

de Pater等人

;NRAO/AUI国家科学基金会

达格内洛;美国航天局/欧空局 来自阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列(ALMA)的新无线电图像首次显示了火山活动对木星卫星木卫一大气的直接影响

木卫一是太阳系中火山活动最活跃的卫星

它拥有400多座活火山,喷出含硫气体,这些气体在木卫一表面冻结时呈现黄-白-橙-红颜色

尽管木卫一非常薄——大约比地球大气薄十亿倍——但它的大气可以告诉我们木卫一的火山活动,并为我们提供一扇窗户,让我们了解这颗奇异的卫星的内部以及它多彩的地壳下面正在发生什么

先前的研究表明,木卫一的大气主要是二氧化硫气体,最终来源于火山活动

加州大学伯克利分校的伊姆克·德·佩特说:“然而,驱动木卫一大气动力学的过程尚不清楚。”

“是火山活动,还是木卫一在阳光下时从冰表面升华(从固态转变为气态)的气体?” 为了区分产生木卫一大气层的不同过程,一组天文学家使用ALMA拍摄了月球进出木星阴影时的快照(他们称之为“日食”)

这段视频展示了木星卫星木卫一的无线电图像(用ALMA制作)和光学图像(用旅行者1号和伽利略任务制作)

ALMA图像是在2018年3月木卫一进入木星阴影时拍摄的(日食),在2018年9月从木星阴影进入阳光

这些无线电图像第一次显示了从木卫一火山升起的二氧化硫(黄色)羽流

信用:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO),本人

de Pater等人

;NRAO/AUI国家科学基金会

达格内洛;国家航空与航天局 “当木卫一进入木星的阴影,没有阳光直射时,对二氧化硫气体来说太冷了,它会凝结在木卫一的表面

在那段时间里,我们只能看到来自火山的二氧化硫

因此,我们可以确切地看到有多少大气受到了火山活动的影响,”纽约哥伦比亚大学的斯塔塔·卢斯茨-库克解释说

由于阿尔玛精湛的分辨率和灵敏度,天文学家们第一次可以清楚地看到从火山中升起的二氧化硫(SO2)和一氧化硫(SO)的羽流

根据这些快照,他们计算出活火山直接产生了木卫一大气的30-50%

阿尔玛图片还显示了第三种来自火山的气体:氯化钾(KCl)

“我们在火山地区看到KCl,在那里我们看不到二氧化硫或二氧化硫,”卢斯茨-库克说

“这有力地证明了不同火山下的岩浆库是不同的

" 木卫一火山活动是由于一个叫做潮汐加热的过程

木卫一绕木星运行的轨道不是很圆,就像我们的月亮总是面向地球的同一边一样,木卫一的同一边也总是面向木星

木星的其他卫星木卫二和木卫三的引力导致巨大的内部摩擦和热量,产生了像洛基·帕特拉这样的火山,其跨度超过200公里(124英里)

“通过研究木卫一的大气和火山活动,我们不仅了解了火山本身,还了解了潮汐加热过程和木卫一的内部,”卢斯茨-库克补充道

一个大未知数是木卫一低层大气的温度

在未来的研究中,天文学家希望用ALMA来测量

“为了测量木卫一大气层的温度,我们需要在观测中获得更高的分辨率,这要求我们对月球进行更长时间的观测

“我们只能在木卫一在阳光下的时候做这件事,因为它在月食中不会花太多时间,”德·帕特尔说

“在这样的观察过程中,木卫一会旋转几十度

我们将需要应用软件,帮助我们制作无污点的图像

我们之前已经用阿尔玛和超大规模阵列(VLA)制作的木星的无线电图像完成了这项工作

"

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