無線電中木衛一的合成影像。 （ALMA、ESO/NAOJ/NRAO、I. de Pater 等人；NRAO/AUI NSF、S. Dagnello；NASA/JPL/SSI）
天文學家第一次看到木衛一火山爆發有毒火山氣體羽流的明確證據。
木星衛星的新電波影像終於為長期以來有關其大氣層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 多座活火山點綴在其表面，月亮的內應力，因為它受到不同方向的重力牽引，而不僅僅是透過木星而是由該行星的另外三顆伽利略衛星造成的。
艾奧的稀薄大氣層和表面主要是二氧化硫——是的，硫磺- 從內部打嗝。它以氣體形式通過火山裂縫和胃口噴出，並在夜間冷卻時落在地面上，使月球呈現出病態的黃色和橙色色調。
但這些氣體到底有多少直接來自火山，又有多少是來自冰凍地表二氧化硫在陽光下重新加熱呢？這很難量化。
“目前尚不清楚哪個過程驅動了木衛一大氣層的動態變化，”加州大學柏克萊分校的天文學家伊姆克‧德佩特說道。
“這是火山活動，還是木衛一在陽光下從冰冷表面昇華的氣體？我們所展示的是，實際上，火山確實對大氣產生了很大的影響。”
研究人員終於找到了一些答案，同時也能夠在月球上偵測到火山二氧化硫羽流。
紅外線裡的我！
— 羅曼‧特卡琴科 (@_RomanTkachenko)2018 年 4 月 10 日
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對於一個不斷洩漏火山氣體的世界來說，木衛一的大氣層出奇地稀薄。其中大部分氣體逸出透過與木星的複雜相互作用及其磁場的速率約為每秒 1 公噸，形成了一個巨大的等離子體甜甜圈，稱為木衛一等離子體環，繞著木星運行。
剩餘的大氣層可以揭示許多有關月球內部地質過程的信息，這反過來又可以幫助我們了解太陽係以外行星的一些動態。
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對其他天體沒有同樣的影響，我們就可以對引力如何影響距離太遠而看不清楚的系外行星做出更有根據的推論。
因此，天文學家使用智利的阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列（ALMA）在無線電波長下仔細觀察木衛一進出木星陰影（木星日食）的過程。
他們發現的第一件事是二氧化硫不會留在木衛一的大氣中。晚上，氣溫降至二氧化硫的冰點以下。
當該表面重新出現在日光下時，冰凍的二氧化硫會昇華回大氣中，並在大約 10 分鐘內重新補充——比預期的要快得多。
事實證明，這種奇怪的現像是研究火山大氣貢獻的完美工具。
“當木衛一進入木星的陰影並且沒有陽光直射時，二氧化硫氣體就太冷了，它會凝結在木衛一的表面。”哥倫比亞大學天文學家 Statia Luszcz-Cook 解釋道。
“在那段時間裡，我們只能看到源自火山的二氧化硫。因此，我們可以準確地看到有多少大氣層受到火山活動的影響。”
在 ALMA 影像中，該團隊首次能夠清楚地識別火山源排放出的二氧化硫和一氧化硫羽流的證據。
在沒有二氧化硫或一氧化硫的火山地區，他們看到了其他東西——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岩漿庫，而不是共享它們。這顯示木衛一表面下存在一些有趣的複雜性。
伽利略號太空船拍攝的木衛一的真彩色影像。 （NASA/噴射推進實驗室/亞利桑那大學）
根據他們的圖像，研究團隊能夠計算出火山對木衛一大氣層的貢獻。大約 30% 至 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。研究小組表示，他們研究的下一步是嘗試測量木衛一大氣層的溫度，特別是在低海拔地區。這將更具挑戰性，但並非不可能。
「為了測量木衛一大氣層的溫度，我們需要在觀測中獲得更高的分辨率，這需要我們對月球進行更長時間的觀察。我們只能在木衛一處於陽光下時才能做到這一點，因為它不會花很多時間都在日食中，”父親說。
「在這樣的觀測過程中，木衛一將旋轉數十度。我們需要應用軟體來幫助我們製作未模糊的圖像。我們之前已經用 ALMA 和甚大陣列製作的木星射電圖像做到了這一點。”
