天文在线@木卫一，太阳系中地质活动最活跃的天体，它到底有什么？木卫一|木星|太阳系行星|天文

本文参加百家号＃科学了不起＃系列征文赛。

在木星的许多卫星和最接近的大卫星中，木卫一（即木卫一， Io）是第五位最接近的卫星木卫一（Io）成为地球外第一个已知爆发火山的地方。木卫一岛是人类已知的最火山和地质活跃的地方。

它的熔融核芯是月球核芯宽度的一半。

艾欧直径大约3,600公里，比地球的月亮大一点。木卫一绕木星运动轨道半径的平均值为422,000公里，该轨道呈椭圆型。

图：木卫一? based on NASA images

艾欧每1.76天绕木星轨道一次。因为它离木星太近了，所以它被潮汐牢牢“锁着” 。这意味着它的一天与它的自转周期一样长，木卫一的一天也就因此相当于1.76个地球上的一天。

图：木卫一的旋转轨道

木卫一的历史

艾欧（Io）是伽利略（Galileo）在1610年发现的木星四颗卫星之一。艾欧（Io）以神话中的仙女命名，他在成为宙斯的爱人之前是宙斯的妻子赫拉（Hera）的女祭司。奥勒·罗默（Ole Romer）于1676年进行了关于木卫一的研究。他在那时正在研究木星卫星的月食，并使用此信息来估算光速。天文学家拉普拉斯发现了木卫一，欧罗巴（Europa ，即木卫二）和盖尼米得（Ganymede ，即木卫三）轨道的1：2：4轨道比。木卫一（Io）是最接近木星的卫星，是此轨道比中的“1” 。由于木星的磁场和火山的定期喷发导致木星每秒损失约一吨质量，因此欧罗巴过去的规模可能会更大，也可能不会更大，而木卫一上的火山有着定期喷发的现象。由于木星其他大型卫星的引力，木卫一不会像一些较小的小行星和彗星一样旋入木星行星。

图：伽利略? NASA

木卫一的地理特征

艾欧（Io）上布满火山。它至少有400座已知的火山，使该表面具有斑点外观。由于星球的重力场，木星与木星的其他卫星之间的拉锯战（例如欧罗巴）实际上弯曲了星球表面。这使Io的核心保持熔融状态，但压力也不断增大，直到熔岩在大规模火山喷发中爆发喷出。由于木卫一的重力较低，火山喷发可升至木卫一地面以上三百英里。

伊欧（Io）上的洛基（Loki）火山是太阳系中最大的活火山，是一座比亚利桑那州还大的火山，木卫一上的这一个火山释放的熔岩可能比地球上所有火山合在一起的还多。

艾欧（Io）虽然主要由铁岩石组成，它也是我们知道的唯一还含有大量硫和硫化合物的卫星。这使艾欧（Io）的表面呈黄色，且火山羽流主要包含物为硫和二氧化硫。由于二氧化硫霜会覆盖行星表面的大部分区域，当木卫一（Io）处于火山活动状态时，它的其余部分都非常寒冷。

艾欧可能会受到与木星其他卫星一样多的小行星撞击。但是，它的火山口很少，因为火山口和火山残渣会定期填充火山口。

木卫一（Io）的山脉比珠穆朗玛峰高很多，这些山脉并不是火山活动的结果，而是由欧罗巴（木卫二）和盖尼米得（木卫三）卫星的引力作用形成的。木卫一最高的山比珠穆朗玛峰高两倍。艾欧也有液态硫的湖泊。

图：木卫一的地表? based on NASA images

木卫一的旋转情况

可能是由于持续不断的喷发和三倍于水星的周期性峰值温度，在Io上没有明显的水冰。相反，盖尼米得（Ganymede）和欧罗巴（Europa）被认为在其冰冻的外表之下有液态海洋。

木星与其他木星卫星之间的拉锯战在木卫一（Io）上造成了陆地潮汐。木卫一的表面可以有上下一百米的浮动。相比之下，地球上已知的最大潮汐不到20米。当其他木星卫星沿不同方向挤压和拉动时，木卫一的表面就会形成周期性的裂痕和裂缝，而且这些裂缝会随其打开和关闭。木卫一的地表实际上会随时间推移而移动。木卫一（Io）的火山不同于地球，新火山在木卫一表面上的新的脆弱的地方形成。

NASA的伽利略探测器关于木卫一的发现? NASA

伽利略号太空探测器在木星的磁场中发现了一个洞。这可能是由木卫一自身的磁场引起的，也可能不是。艾欧的液体核心与木星磁场的相互作用产生了高达40万伏的电流，从而形成了木星大气层中的闪电。

图：伽利略探测器

木卫一的大气层

木卫一的稀薄大气由二氧化硫组成并且没有明显的碳氢化合物或水蒸气迹象。伽利略号航天器记录了木卫一磁场与月球相互作用引起的木卫一稀薄大气中的极光。极光中的蓝色区域出现在火山喷发留下的浓硫蒸气的区域，其余的极光则是地球上常见的红色和绿色

木卫一的探索

先锋10号于1973年经过木卫一并保持近距离观测。飞船提供的数据有助于确认Io的质量和大小，然而除了单极性图像外，先锋10号并不能获得更良好的木卫一图像。

旅行者1号于1979年经过了旅行者号。根据观测结果，天文学家最初认为是火山口的区域原来是火山，自此旅行者1号获得了地球外部太阳系中火山活动的第一个证据。旅行者2号也经过了木卫一，并发回了火山喷发的图像。

伽利略号探测器被送往木星并于1995年到达。 NASA伽利略号探测器测量了木卫一表面的温度。

其中，活火山的温度为1200°C ，最热的活火山为1700°C ，这比水星行星的白天温度高。伽利略任务于2003年结束。

图：艾欧（木卫一），欧罗巴（木卫二），盖尼米得（木卫三）和卡利斯托（木卫四）的内部结构? based on NASA images

卡西尼-惠更斯号飞船在2000年经过时发回了Io的图像。新视野号飞船在2007年发回了图像。 Io由地球上的望远镜定期监视。红外望远镜设施天文台捕捉到了木卫一表面变化有多快的迹象；自旅行者号飞船掠过以来，拉帕特雷拉火山发生了变化哈勃太空望远镜还定期接受了观测木卫一的培训。

木卫一的未来探索

美国国家航空航天局（NASA）于2011年发射了朱诺号任务。预计该飞船将在2017年到达木星。朱诺号被派去探索木星的大气层。鉴于木卫一与木星的距离以及它们如何共享电离层， Juno可以发送回有关木卫一如何影响木星的数据。朱诺计划预计将持续一年，并已计划对木星的卫星的探测任务，以探索具可能有地下海洋的卫星。但是，这些探索技术不会探索木卫一。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.thetimenow

天文在线@木卫一，太阳系中地质活动最活跃的天体，它到底有什么？。如有相关内容侵权，请于三十日以内联系作者删除

天文在线@木卫一，太阳系中地质活动最活跃的天体，它到底有什么？。转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处