天文學家在木星的月亮上制作Loki Patera

加利福尼亞大學伯克利分校的科學家領導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齊，獲得了Io's Loki Patera的詳細地圖。

2015年3月8日，歐羅巴在Io面前經過，逐漸阻擋了火山月亮的光線。

由于歐羅巴的表面涂有水冰，它在紅外波長下反射的太陽光非常少，使天文學家能夠準確地隔離木質表面火山噴出的熱量。

紅外數據顯示，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，每條波浪從西向東橫掃，每天約3,300英尺(1公里)。

翻轉熔巖是熱點的周期性增亮和變暗的流行解釋，稱為Loki Patera。

Io上最活躍的火山遺址Loki Patera大約127英里(200公里)。

天文學家首先注意到Io在20世紀70年代的亮度變化，但只有當NASA的航行者1號和2號航天器在1979年飛過時，才明白這是因為地表火山噴發(fā)。

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

“如果Loki Patera是一片熔巖之海，它的面積將超過地球上典型熔巖湖的一百萬倍。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，加州大學伯克利分校的研究生Katherine de Kleer說。

“這是整個髕骨的第一個有用的地圖。它顯示了在髕骨周圍掃過的不只有兩條重鋪波浪。這比之前想象的要復雜得多，“宇航局噴氣推進實驗室的共同作者Ashley Davies博士說。

“這是試圖了解Io火山活動的一步，我們已經觀察了超過15年，特別是Loki Patera的火山活動，”加州大學天文學教授Imke de Pater補充道。在伯克利。

為了捕捉Io的圖像，該團隊使用大型雙筒望遠鏡天文臺(LBTO)的27.6英尺(8.4米)雙鏡子。

“兩年前，LBTO已經提供了Loki Patera內兩個獨立熱點的第一個地面圖像，這得益于LBT干涉測量使用的獨特分辨率。然而，這一次，由于在歐羅巴的掩星時觀察了Loki Patera，實現(xiàn)了精致的分辨率，“共同作者LBTO主任Christian Veillet博士說。

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，我們可以將觀測切割成八分之一秒的間隔，在這段時間內，歐羅巴的邊緣僅在Io的表面上行進了幾英里，”共同作者Michael Skrutskie博士說。弗吉尼亞州。

“Loki從一個方向被覆蓋，但是從另一個方向顯露出來，只需要制作一個真實的地圖，以便在髕骨內分布溫暖的表面。”

這些觀測結果為天文學家提供了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(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，到東南端330開爾文，翻轉的熔巖最新鮮??，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能夠計算出最近新的巖漿在地表暴露的情況。

結果 - 在西端觀測前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間數據一致。

有趣的是，自從旅行者在1979年拍攝它以來，在湖中心的一個涼爽島嶼的兩側不同時期開始傾覆。

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

“對于髕骨的兩半，巖漿供應必須存在差異，無論是什么觸發(fā)翻轉的開始，都會在幾乎同時觸發(fā)兩半而不是完全觸發(fā)。這些結果讓我們一睹Loki Patera下復雜的管道系統(tǒng)。“

像Loki Patera這樣的熔巖湖傾覆，因為冷卻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附近的地殼。

“當地殼破裂時，巖漿可能會噴射成噴火，類似于地球上熔巖湖中所見，但規(guī)模較小，”德佩特教授說。

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