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2023年12月30日，美国宇航局的朱诺号探测器在第57次近距离飞掠木星时，捕捉到了木星火山卫星木卫一的北极地区。最近飞掠的数据正在帮助科学家了解木卫一的内部。图像哒
助教:NASA /姓名/ SwRI / mss
Gerald的图像处理Eichst?dt
一项新的研究指出了木卫一为什么以及如何成为太阳系中火山最多的天体。
美国宇航局朱诺号木星任务的科学家们发现，木星卫星木卫一上的火山很可能是由它们自己的滚烫岩浆室而不是岩浆海洋提供动力的。这一发现解决了一个长达44年的谜团，即月球最具代表性的地质特征的地下起源。
12月12日，周四，一篇关于木卫一火山活动来源的论文发表在《自然》（Nature）杂志上。在华盛顿举行的美国地球物理联合会（American Geophysical Union）年会上，媒体发布会上讨论了这些发现，以及木卫一的其他科学成果。美国地球物理联合会年会上是美国规模最大的地球和空间科学家聚会。
木卫一的大小和月球差不多，是太阳系中火山最活跃的星体。据估计，月球上有400座火山，这些火山在看似持续的喷发中喷出熔岩和羽状物，从而形成了月球表面的涂层。
这是木星火热的卫星木卫一的动画之旅
根据美国宇航局朱诺号任务收集的数据，展示了火山羽流，表面熔岩的视图以及月球的内部结构。NASA/JPL-Caltech/SwRI/Koji Kuramura/Gerald Eichst?dt
尽管伽利略在1610年1月8日就发现了这颗卫星，但直到1979年，美国宇航局南加州喷气推进实验室的成像科学家琳达·莫拉比托首次在该机构的旅行者1号宇宙飞船的图像中发现了火山羽流，才发现了月球上的火山活动。
“自从莫拉比托的发现以来，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得养分的，”来自圣安东尼奥西南研究所的朱诺首席研究员斯科特博尔顿说。“是有一个白热岩浆的浅海为火山提供燃料，还是它们的来源更局限于局部？”我们知道朱诺号两次近距离飞行的数据可以让我们了解这个饱受折磨的卫星是如何工作的。”
朱诺号宇宙飞船在2023年12月和2024年2月对木卫一进行了极近距离的飞行，距离其披萨表面约930英里（1500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了通信，获得了高精度的双频多普勒数据，这些数据通过跟踪它如何影响航天器的加速度来测量木卫一的重力。该任务从这些飞越中了解到的关于月球引力的信息，揭示了有关潮汐弯曲现象影响的更多细节，从而导致了这篇新论文的发表。
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这张图片显示了木卫一上的特瓦斯塔火山喷出的巨大烟柱，在这颗炽热的卫星表面上延伸了200英里（330公里）。2007年，美国宇航局的“新视野号”探测器在飞越木星时，用了8分钟的时间捕捉到了这张照片。NASA/约翰霍普金斯APL/SwRI
木卫一离巨大的木星非常近，它的椭圆轨道每42.5小时绕木星一圈。随着距离的变化，木星的引力也在变化，这导致了卫星被无情地挤压。结果是潮汐弯曲的一个极端情况——潮汐力产生的摩擦产生了内部热量。
博尔顿说：“这种不断的弯曲产生了巨大的能量，这实际上融化了木卫一内部的一部分。”“如果木卫一有一个全球性的岩浆海洋，我们知道它的潮汐变形的特征将比一个更坚硬、主要是固体的内部大得多。因此，根据朱诺探测木卫一重力场的结果，我们将能够判断其表面下是否隐藏着一个全球性的岩浆海洋。”
朱诺号团队将两次飞掠木星的多普勒数据与该机构之前的木星系统任务和地面望远镜的观测结果进行了比较。他们发现木卫一的潮汐变形与木卫一没有浅层岩浆海洋的事实是一致的。
“朱诺号发现潮汐力并不总是会产生全球岩浆海洋，这不仅促使我们重新思考我们对木卫一内部的了解，”朱诺号的联合研究员、喷气推进实验室太阳系动力学小组的主管、首席作者瑞恩·帕克说。“这对我们理解其他卫星，如土卫二和木卫二，甚至系外行星和超级地球都有影响。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。”
更多的科学即将出现。11月24日，宇宙飞船在木星神秘的云顶上空进行了第66次科学飞越。它下一次接近这颗气态巨行星的时间是美国东部时间12月27日凌晨12点22分。在近木星时，当朱诺号的轨道最接近木星中心时，航天器将在木星云顶上方约2175英里（3500公里）处，自2016年进入木星轨道以来，它的飞行里程将达到6.457亿英里（10.39亿公里）。
喷气推进实验室是位于加州帕萨迪纳的加州理工学院的一个分支，为圣安东尼奥西南研究所的首席研究员斯科特·博尔顿管理朱诺号任务。朱诺号是美国宇航局新边疆计划的一部分，该计划由美国宇航局位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心管理，隶属于该机构位于华盛顿的科学任务理事会。意大利航天局（ASI）资助了木星红外极光绘图仪。位于丹佛的洛克希德·马丁太空公司建造并运营这艘宇宙飞船。美国各地的其他机构为朱诺号提供了一些其他的科学仪器。
