天文學(xué)家在木星的月亮上制作Loki Patera

加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的研究小組利用木星的衛(wèi)星Io和木衛(wèi)二之間罕見的軌道對(duì)齊，獲得了Io's Loki Patera的詳細(xì)地圖。

2015年3月8日，歐羅巴在Io面前經(jīng)過(guò)，逐漸阻擋了火山月亮的光線。

由于歐羅巴的表面涂有水冰，它在紅外波長(zhǎng)下反射的太陽(yáng)光非常少，使天文學(xué)家能夠準(zhǔn)確地隔離木質(zhì)表面火山噴出的熱量。

紅外數(shù)據(jù)顯示，Io巨大熔湖的表面溫度從一端穩(wěn)定增加到另一端，這表明熔巖在兩條波浪中翻轉(zhuǎn)，每條波浪從西向東橫掃，每天約3,300英尺(1公里)。

翻轉(zhuǎn)熔巖是熱點(diǎn)的周期性增亮和變暗的流行解釋，稱為L(zhǎng)oki Patera。

Io上最活躍的火山遺址Loki Patera大約127英里(200公里)。

天文學(xué)家首先注意到Io在20世紀(jì)70年代的亮度變化，但只有當(dāng)NASA的航行者1號(hào)和2號(hào)航天器在1979年飛過(guò)時(shí)，才明白這是因?yàn)榈乇砘鹕絿姲l(fā)。

盡管在20世紀(jì)90年代末和21世紀(jì)初期宇航局的伽利略任務(wù)中提供了非常詳細(xì)的圖像，研究人員繼續(xù)爭(zhēng)論Loki Patera的光亮 - 每400至600天發(fā)生一次 - 是由于在一個(gè)巨大的湖泊中翻轉(zhuǎn)熔巖，還是周期性噴發(fā)熔巖流過(guò)很大的區(qū)域。

“如果Loki Patera是一片熔巖之海，它的面積將超過(guò)地球上典型熔巖湖的一百萬(wàn)倍。在這種情況下，部分涼爽的地殼下沉，使白熾巖漿暴露在下面，并使紅外線變亮，“主要作者，加州大學(xué)伯克利分校的研究生Katherine de Kleer說(shuō)。

“這是整個(gè)髕骨的第一個(gè)有用的地圖。它顯示了在髕骨周圍掃過(guò)的不只有兩條重鋪波浪。這比之前想象的要復(fù)雜得多，“宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的共同作者Ashley Davies博士說(shuō)。

“這是試圖了解Io火山活動(dòng)的一步，我們已經(jīng)觀察了超過(guò)15年，特別是Loki Patera的火山活動(dòng)，”加州大學(xué)天文學(xué)教授Imke de Pater補(bǔ)充道。在伯克利。

為了捕捉Io的圖像，該團(tuán)隊(duì)使用大型雙筒望遠(yuǎn)鏡天文臺(tái)(LBTO)的27.6英尺(8.4米)雙鏡子。

“兩年前，LBTO已經(jīng)提供了Loki Patera內(nèi)兩個(gè)獨(dú)立熱點(diǎn)的第一個(gè)地面圖像，這得益于LBT干涉測(cè)量使用的獨(dú)特分辨率。然而，這一次，由于在歐羅巴的掩星時(shí)觀察了Loki Patera，實(shí)現(xiàn)了精致的分辨率，“共同作者LBTO主任Christian Veillet博士說(shuō)。

歐羅巴花了大約10秒鐘完全覆蓋Loki Patera。

“有太多可用的紅外線，我們可以將觀測(cè)切割成八分之一秒的間隔，在這段時(shí)間內(nèi)，歐羅巴的邊緣僅在Io的表面上行進(jìn)了幾英里，”共同作者M(jìn)ichael Skrutskie博士說(shuō)。弗吉尼亞州。

“Loki從一個(gè)方向被覆蓋，但是從另一個(gè)方向顯露出來(lái)，只需要制作一個(gè)真實(shí)的地圖，以便在髕骨內(nèi)分布溫暖的表面。”

這些觀測(cè)結(jié)果為天文學(xué)家提供了Loki Patera的2D熱圖，其分辨率優(yōu)于6.25英里(10公里)，比LBT干涉儀在此波長(zhǎng)(4.5微米)下通?？赡芴岣?0倍。

溫度圖顯示湖面上的溫度變化平穩(wěn)，從西端約270開爾文開始翻轉(zhuǎn)，到東南端330開爾文，翻轉(zhuǎn)的熔巖最新鮮??，最熱。

利用地球上火山研究得到的巖漿溫度和冷卻速率信息，de Kleer能夠計(jì)算出最近新的巖漿在地表暴露的情況。

結(jié)果 - 在西端觀測(cè)前180天至230天之間和東部之前75天之間 - 與早期的翻車速度和時(shí)間數(shù)據(jù)一致。

有趣的是，自從旅行者在1979年拍攝它以來(lái)，在湖中心的一個(gè)涼爽島嶼的兩側(cè)不同時(shí)期開始傾覆。

“島上兩側(cè)的傾覆速度也不同，這可能與巖漿的成分或巖漿中氣泡中溶解的氣體量有關(guān)，”德克勒說(shuō)。

“對(duì)于髕骨的兩半，巖漿供應(yīng)必須存在差異，無(wú)論是什么觸發(fā)翻轉(zhuǎn)的開始，都會(huì)在幾乎同時(shí)觸發(fā)兩半而不是完全觸發(fā)。這些結(jié)果讓我們一睹Loki Patera下復(fù)雜的管道系統(tǒng)。“

像Loki Patera這樣的熔巖湖傾覆，因?yàn)槔鋮s表面的地殼逐漸變厚，直到它變得比下面的巖漿更加密集并下沉，隨著它在地面上傳播的波浪拉動(dòng)附近的地殼。

“當(dāng)?shù)貧て屏褧r(shí)，巖漿可能會(huì)噴射成噴火，類似于地球上熔巖湖中所見，但規(guī)模較小，”德佩特教授說(shuō)。

研究人員迫切希望觀察其他的Io掩星來(lái)驗(yàn)證他們的發(fā)現(xiàn)，但他們必須等到2021年的下一次調(diào)整。