NASA的朱诺号首次测量木星卫星木卫一的地下热量

NASA的朱诺号航天器首次直接测量了木星卫星木卫一地表下的热量，揭示了太阳系中火山活动最活跃的世界浅层地下陡峭的温度梯度。这些发现于周三发表在《地球物理研究杂志：行星》上，数据是在2023年12月30日和2024年2月3日两次近距离飞越期间收集的，当时朱诺号距离木卫一表面约930英里（1500公里）。

由朱诺号的微波辐射计（MWR）仪器收集的数据显示，仅在地表下几英尺处，温度就上升了超过40华氏度——这一梯度远非太阳加热所能解释。MWR最初设计用于探测木星的深层大气，但也被用于研究该行星的三颗伽利略卫星：木卫三、木卫二和木卫一。能够探测木卫一的火山岩是一个意外的发现。

这些测量之所以重要，是因为木卫一的极端火山活动由潮汐加热驱动，这一基本过程也为木卫二和木卫三等冰卫星的地下海洋提供能量。在此之前，科学家只能观测到地表或喷发中逸出的热量。新数据使他们能够表征热量如何从内部向地表移动，从而提供对整个宇宙中潮汐加热的见解。

MWR数据提出了两种可能的解释。首先，热量可能通过导电地壳稳定上升，背景热流为每平方米1到3瓦——局部温和，但整个卫星的总热量输出可达地球平均热量的30倍。或者，信号可能来自冷却的熔岩流，上面覆盖着约30到35英尺（9到11米）的固化地壳，在任何时候覆盖木卫一表面约10%的面积。

此外，飞越还揭示木卫一的表面异常平滑，有绵延60英里（100公里）或更长的广阔平原。地表物质密度非常低，类似于浮石或蓬松的火山灰，而非固体岩石。这些发现为火热的和冰冷的世界开辟了新的观测领域，该技术也可用于利用类似的微波仪器研究地球上的火山。