天文学家在木星的月亮上制作Loki Patera

加利福尼亚大学伯克利分校的科学家领导的研究小组利用木星的卫星Io和木卫二之间罕见的轨道对齐，获得了Io's Loki Patera的详细地图。

2015年3月8日，欧罗巴在Io面前经过，逐渐阻挡了火山月亮的光线。

由于欧罗巴的表面涂有水冰，它在红外波长下反射的太阳光非常少，使天文学家能够准确地隔离木质表面火山喷出的热量。

红外数据显示，Io巨大熔湖的表面温度从一端稳定增加到另一端，这表明熔岩在两条波浪中翻转，每条波浪从西向东横扫，每天约3,300英尺(1公里)。

翻转熔岩是热点的周期性增亮和变暗的流行解释，称为Loki Patera。

Io上最活跃的火山遗址Loki Patera大约127英里(200公里)。

天文学家首先注意到Io在20世纪70年代的亮度变化，但只有当NASA的航行者1号和2号航天器在1979年飞过时，才明白这是因为地表火山喷发。

尽管在20世纪90年代末和21世纪初期宇航局的伽利略任务中提供了非常详细的图像，研究人员继续争论Loki Patera的光亮 - 每400至600天发生一次 - 是由于在一个巨大的湖泊中翻转熔岩，还是周期性喷发熔岩流过很大的区域。

“如果Loki Patera是一片熔岩之海，它的面积将超过地球上典型熔岩湖的一百万倍。在这种情况下，部分凉爽的地壳下沉，使白炽岩浆暴露在下面，并使红外线变亮，“主要作者，加州大学伯克利分校的研究生Katherine de Kleer说。

“这是整个髌骨的第一个有用的地图。它显示了在髌骨周围扫过的不只有两条重铺波浪。这比之前想象的要复杂得多，“宇航局喷气推进实验室的共同作者Ashley Davies博士说。

“这是试图了解Io火山活动的一步，我们已经观察了超过15年，特别是Loki Patera的火山活动，”加州大学天文学教授Imke de Pater补充道。在伯克利。

为了捕捉Io的图像，该团队使用大型双筒望远镜天文台(LBTO)的27.6英尺(8.4米)双镜子。

“两年前，LBTO已经提供了Loki Patera内两个独立热点的第一个地面图像，这得益于LBT干涉测量使用的独特分辨率。然而，这一次，由于在欧罗巴的掩星时观察了Loki Patera，实现了精致的分辨率，“共同作者LBTO主任Christian Veillet博士说。

欧罗巴花了大约10秒钟完全覆盖Loki Patera。

“有太多可用的红外线，我们可以将观测切割成八分之一秒的间隔，在这段时间内，欧罗巴的边缘仅在Io的表面上行进了几英里，”共同作者Michael Skrutskie博士说。弗吉尼亚州。

“Loki从一个方向被覆盖，但是从另一个方向显露出来，只需要制作一个真实的地图，以便在髌骨内分布温暖的表面。”

这些观测结果为天文学家提供了Loki Patera的2D热图，其分辨率优于6.25英里(10公里)，比LBT干涉仪在此波长(4.5微米)下通常可能提高10倍。

温度图显示湖面上的温度变化平稳，从西端约270开尔文开始翻转，到东南端330开尔文，翻转的熔岩最新鲜​​，最热。

利用地球上火山研究得到的岩浆温度和冷却速率信息，de Kleer能够计算出最近新的岩浆在地表暴露的情况。

结果 - 在西端观测前180天至230天之间和东部之前75天之间 - 与早期的翻车速度和时间数据一致。

有趣的是，自从旅行者在1979年拍摄它以来，在湖中心的一个凉爽岛屿的两侧不同时期开始倾覆。

“岛上两侧的倾覆速度也不同，这可能与岩浆的成分或岩浆中气泡中溶解的气体量有关，”德克勒说。

“对于髌骨的两半，岩浆供应必须存在差异，无论是什么触发翻转的开始，都会在几乎同时触发两半而不是完全触发。这些结果让我们一睹Loki Patera下复杂的管道系统。“

像Loki Patera这样的熔岩湖倾覆，因为冷却表面的地壳逐渐变厚，直到它变得比下面的岩浆更加密集并下沉，随着它在地面上传播的波浪拉动附近的地壳。

“当地壳破裂时，岩浆可能会喷射成喷火，类似于地球上熔岩湖中所见，但规模较小，”德佩特教授说。

研究人员迫切希望观察其他的Io掩星来验证他们的发现，但他们必须等到2021年的下一次调整。

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