根據對來自深空網絡和天體測量觀測的朱諾和伽利略多普勒數據的最新分析，木衛一（木星最裡面的伽利略衛星，也是太陽系中火山最活躍的天體）上的火山活動不太可能源自地表以下的全球岩漿海洋。
本研究揭示了木衛一的內部結構。圖片來源：Sofia Shen / NASA / JPL / 加州理工學院。
比地球的月球稍大一些，是太陽系中火山最活躍的天體。
它是木星最裡面的伽利略衛星，除了木衛一之外，還包括木衛二、木衛三和木衛四。
木衛一陷入木星、木衛二和木衛三之間的引力拉鋸戰中，不斷受到擠壓，導致其內部摩擦熱量積聚——這被認為是其持續和廣泛傳播的原因。
月球的火山活動首次被發現於 1979 年，當時美國宇航局航行者號任務的工程師琳達·莫拉比托 (Linda Morabito) 在航天器著名的外行星大巡遊期間拍攝的一張照片中發現了火山噴發羽流。
從那時起，通過太空和地球望遠鏡進行了無數的觀測，記錄了木衛一不安分的本質。
“木衛一是最裡面的伽利略衛星，每 42.5 小時繞木星運行一次，”朱諾聯合研究員、美國宇航局噴氣推進實驗室的 Ryan Park 博士及其同事說道。
“它的平均直徑為 3,643 公里，堆積密度為 3,528 千克/立方米3，使其直徑和密度都比月球大 5% 左右。 ”
“由於木衛一的偏心軌道，它與木星的距離相差約3500公里，導致木星引力的變化。”
“與地球在月球上引發的潮汐類似，這些引力變化會導致木衛一上的潮汐變形，理論上，木衛一上的潮汐變形是木衛一表面上觀察到的強烈火山活動和紅外發射的主要能源。”
潮汐能的量可能足以導致木衛一內部融化，可能形成地下岩漿海洋，但這一理論存在爭議。
測量木衛一潮汐變形的程度有助於確定淺層岩漿海洋理論是否合理。
“自從莫拉比托被發現以來，行星科學家們一直想知道火山是如何從地表下的熔岩中獲取能量的，”朱諾號首席研究員、西南研究所研究員斯科特·博爾頓博士說。
“是否有一片淺海的白熱岩漿為火山提供了燃料，或者它們的來源更本地化？”
“我們知道朱諾號兩次非常接近的飛越數據可以讓我們了解這顆飽受折磨的衛星實際上是如何運作的。”
2023 年 12 月 30 日，美國宇航局朱諾號航天器第 57 次近距離飛越木衛一氣態巨行星時拍攝到了木衛一的北極地區。圖片來源：NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Gerald Eichstädt。
NASA 的朱諾號航天器於 2023 年 12 月和 2024 年 2 月極其近距離地飛越了木衛一，距離其表面約 1,500 公里。
在近距離接近期間，朱諾號與美國宇航局的深空網絡進行通信，獲取高精度雙頻多普勒數據，該數據用於通過跟踪木衛一重力對航天器加速度的影響來測量木衛一的重力。
將這些觀測結果與美國宇航局伽利略任務和地面望遠鏡的多普勒檔案數據相結合，研究人員計算了木衛一因潮汐力而變形的程度。
如果存在淺層全球岩漿海洋，結果與預期的結果不一致，這表明木衛一具有大部分堅固的地幔。
月球深處是否存在某些岩漿區域仍有待確定。
研究結果表明，潮汐力並不總是產生全球岩漿海洋，這可能對我們了解其他衛星（例如土衛二或木衛二）有影響。
“朱諾號發現潮汐力並不總是產生全球岩漿海洋，這不僅促使我們重新思考我們對木衛一內部的了解，”帕克博士說。
“它對我們理解其他衛星有影響，例如土衛二和木衛二，甚至系外行星和超級地球。”
“我們的新發現提供了一個重新思考我們對行星形成和演化的了解的機會。”
團隊的紙本週發表在雜誌上自然。
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RS公園等人。艾奧的潮汐反應排除了淺層岩漿海洋。自然，2024 年 12 月 12 日在線發布；號碼：10.1038/s41586-024-08442-5
