根据对来自深空网络和天体测量观测的朱诺和伽利略多普勒数据的最新分析，木卫一（木星最里面的伽利略卫星，也是太阳系中火山最活跃的天体）上的火山活动不太可能源自地表以下的全球岩浆海洋。
本研究揭示了木卫一的内部结构。图片来源：Sofia Shen / NASA / JPL / 加州理工学院。
比地球的月球稍大一些，是太阳系中火山最活跃的天体。
它是木星最里面的伽利略卫星，除了木卫一之外，还包括木卫二、木卫三和木卫四。
木卫一陷入木星、木卫二和木卫三之间的引力拉锯战中，不断受到挤压，导致其内部摩擦热量积聚——这被认为是其持续和广泛传播的原因。
月球的火山活动首次被发现于 1979 年，当时美国宇航局航行者号任务的工程师琳达·莫拉比托 (Linda Morabito) 在航天器著名的外行星大巡游期间拍摄的一张照片中发现了火山喷发羽流。
从那时起，通过太空和地球望远镜进行了无数的观测，记录了木卫一不安分的本质。
“木卫一是最里面的伽利略卫星，每 42.5 小时绕木星运行一次，”朱诺联合研究员、美国宇航局喷气推进实验室的 Ryan Park 博士及其同事说道。
“它的平均直径为 3,643 公里，堆积密度为 3,528 千克/立方米3，使其直径和密度都比月球大 5% 左右。”
“由于木卫一的偏心轨道，它与木星的距离相差约3500公里，导致木星引力的变化。”
“与地球在月球上引发的潮汐类似，这些引力变化会导致木卫一上的潮汐变形，理论上，木卫一上的潮汐变形是木卫一表面上观察到的强烈火山活动和红外发射的主要能源。”
潮汐能的量可能足以导致木卫一内部融化，可能形成地下岩浆海洋，但这一理论存在争议。
测量木卫一潮汐变形的程度有助于确定浅层岩浆海洋理论是否合理。
“自从莫拉比托被发现以来，行星科学家们一直想知道火山是如何从地表下的熔岩中获取能量的，”朱诺号首席研究员、西南研究所研究员斯科特·博尔顿博士说。
“是否有一片浅海的白热岩浆为火山提供了燃料，或者它们的来源更本地化？”
“我们知道朱诺号两次非常接近的飞越数据可以让我们了解这颗饱受折磨的卫星实际上是如何运作的。”
2023 年 12 月 30 日，美国宇航局朱诺号航天器第 57 次近距离飞越木卫一气态巨行星时拍摄到了木卫一的北极地区。图片来源：NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Gerald Eichstädt。
NASA 的朱诺号航天器于 2023 年 12 月和 2024 年 2 月极其近距离地飞越了木卫一，距离其表面约 1,500 公里。
在近距离接近期间，朱诺号与美国宇航局的深空网络进行通信，获取高精度双频多普勒数据，该数据用于通过跟踪木卫一重力对航天器加速度的影响来测量木卫一的重力。
将这些观测结果与美国宇航局伽利略任务和地面望远镜的多普勒档案数据相结合，研究人员计算了木卫一因潮汐力而变形的程度。
如果存在浅层全球岩浆海洋，结果与预期的结果不一致，这表明木卫一具有大部分坚固的地幔。
月球深处是否存在某些岩浆区域仍有待确定。
研究结果表明，潮汐力并不总是产生全球岩浆海洋，这可能对我们了解其他卫星（例如土卫二或木卫二）有影响。
“朱诺号发现潮汐力并不总是产生全球岩浆海洋，这不仅促使我们重新思考我们对木卫一内部的了解，”帕克博士说。
“它对我们理解其他卫星有影响，例如土卫二和木卫二，甚至系外行星和超级地球。”
“我们的新发现提供了一个重新思考我们对行星形成和演化的了解的机会。”
团队的纸本周发表在杂志上自然。
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RS公园等人。艾奥的潮汐反应排除了浅层岩浆海洋。自然，2024 年 12 月 12 日在线发布；号码：10.1038/s41586-024-08442-5
