
美国国家航空航天局的“朱诺”号太空探测器在木星的卫星木卫一上发现了一个巨大的火山热点,其规模超过了太阳系内以往记录到的任何一次火山爆发。
该熊熊烈焰由JIRAM仪器探测发现,辐射能量超过80万亿瓦,令臭名昭著的洛基帕特拉火山相形见绌。即使以太阳系中火山活动最频繁的天体木卫一的标准来看,木卫二上近期观测到的事件也极为极端。
美国国家航空航天局(NASA)的“朱诺”号探测器在木卫一(Io,木星的四颗伽利略卫星之一)的南半球发现了一个巨大的火山热点。这一炽热区域比地球上的苏必利尔湖还要大,其喷发的总能量是所有全球发电厂能量总和的六倍。这一发现是使用“朱诺”号携带的木星红外极光测绘仪(JIRAM)获得的,该仪器由意大利航天局提供。
“朱诺号在延长任务期间两次近距离飞越木卫一,”来自圣安东尼奥西南研究院的朱诺号首席研究员斯科特·博尔顿说。“虽然每次飞越所收集的关于饱受折磨的木卫一的数据都超出了我们的预期,但此次最新、最远距离飞越所收集的数据真的让我们大吃一惊。这是我们在太阳系火山活动最频繁的行星上所记录到的最强大的火山活动,因此这确实说明了一些问题。”

木星的巨大引力是驱动木卫一极端火山活动的原因。木卫一的体积与地球月球相仿,围绕这颗气态巨行星沿椭圆轨道运行,每42.5小时公转一圈。随着木卫一与木星之间距离的变化,木星的强大引力不断拉伸和挤压木卫一。这种持续的挤压产生了巨大的内部热量,使木卫一内部的部分区域熔化,导致其表面400多座火山喷发出熔岩羽流和火山灰。
朱诺号探测器用红外眼睛观测木卫一
JIRAM的设计初衷是捕捉木星深处释放的红外光(人眼不可见),以探测这颗气态巨行星的天气层,透视其云层顶端以下30至45英里(50至70公里)的区域。不过,自美国国家航空航天局延长了“朱诺号”的任务期限后,研究团队也利用该仪器对木卫一、木卫二、木卫三和木卫四进行了研究。

在其延长任务期间,“朱诺号”的轨迹每隔一个轨道就会经过木卫一一次,且每次都会飞越月球的同一部分。此前,“朱诺号”分别于2023年12月(见上图)和2024年2月(见下图)近距离飞越木卫一,距离其表面约930英里(1500公里)。最近的一次飞越发生在2024年12月27日,当时“朱诺号”距离月球约46200英里(74400公里),红外仪器对准木卫一的南半球。

木卫一火山爆发创纪录,炽热难耐
“木卫二探测器上的焦平面红外成像光谱仪(JIRAM)检测到木卫二南半球发生极端红外辐射事件——出现巨大热点——辐射强度之高,我们的探测器达到饱和状态,”来自罗马国家天体物理研究所的朱诺号联合研究员亚历山德罗·穆拉表示。“但我们有证据表明,实际上我们探测到的是几个同时爆发的密集热点,这表明木卫二地下有一个巨大的岩浆室系统。数据表明,这是木卫二上有记录以来最猛烈的火山爆发。”
JIRAM 科学团队估计,这一尚未命名的特征区域横跨 4 万平方英里(10 万平方公里)。此前的纪录保持者是木卫一的洛基帕特拉,那是一个面积约 7,700 平方英里(2 万平方公里)的熔岩湖。新热点的辐射总功率值高达 80 万亿瓦以上。
捕捉烈焰盛况
木星探测任务的朱诺号(Juno)可见光照相机也捕捉到了这一特征。团队将朱诺号前两次掠过木卫一的朱诺Cam图像与12月27日该仪器收集的图像进行了比较。虽然由于朱诺号距离更远,所以最近拍摄到的图像分辨率较低,但新发现的热点周围表面颜色的相对变化清晰可见。行星科学界已知木卫一表面的这种变化与热点和火山活动有关。
如此大规模的喷发可能会留下持久的痕迹。木卫一上其他的大型火山喷发也形成了各种特征,比如火山碎屑沉积物(由火山喷出的岩石碎片组成)、可能由裂缝喷发的小型熔岩流,以及富含硫和二氧化硫的火山羽状物沉积物。
宇宙中的火山活动线索
朱诺号将于 3 月再次飞掠较为遥远的木卫一,届时将再次观测这一热点区域,并搜寻地貌变化。也有可能从地球上对这一月球区域进行观测。
“虽然亲眼见证改写纪录的事件总是令人激动不已,但这个新的热点火山可能会带来更大的影响,”博尔顿表示,“这一奇异的特征不仅能够加深我们对木卫二火山活动的认识,或许还能让我们对其他星球火山活动的认识更进一步。”
有关朱诺的更多信息
“朱诺号”(Juno)是美国国家航空航天局(NASA)的一艘航天器,旨在研究木星,揭示其大气层、磁场和深层内部的秘密。作为NASA“新疆界计划”(New Frontiers Program)的一部分,“朱诺号”于2011年发射升空,自2016年起一直围绕这颗气态巨行星运行,不断带回有关木星及其卫星的重大发现。该任务由NASA位于加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory,JPL)负责管理,首席研究员为斯科特·博尔顿(Scott Bolton),来自圣安东尼奥的西南研究院(Southwest Research Institute)。
“朱诺号”由洛克希德·马丁太空公司建造并运营,搭载了一系列由美国及国外机构提供的高级科学仪器。其中,意大利航天局(ASI)资助的木星红外极光测绘仪(JIRAM)对研究木星大气层和其卫星木卫一的火山活动至关重要。该任务由位于阿拉巴马州亨茨维尔的美国国家航空航天局(NASA)马歇尔太空飞行中心监督,代表NASA位于华盛顿的科学任务理事会执行。在其延长任务期间,“朱诺号”继续为木星的动态系统提供前所未有的见解,包括木星上的强烈风暴、极光以及卫星上剧烈的火山活动。