與(yu)(yu)不(bu)少(shao)外太陽系(xi)的(de)衛星(xing)(xing)不(bu)同,木(mu)衛一(yi)與(yu)(yu)類地行星(xing)(xing)有(you)不(bu)少(shao)相(xiang)似的(de)地方,其表層由硅酸鹽熔巖所(suo)構(gou)成,根據伽利略(lve)號所(suo)觀測的(de)數據中(zhong),它的(de)內核可能由硫(liu)化(hua)鐵所(suo)組成,其半徑估計最少(shao)有(you)900公里。
人們(men)(men)以前(qian)一直認為(wei),木(mu)衛一表(biao)面(mian)(mian)定擁有不(bu)(bu)少環形(xing)山。可是從旅行者(zhe)1號于(yu)(yu)1979年傳回(hui)地球的(de)(de)照片中,木(mu)衛一表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)環形(xing)山并不(bu)(bu)多,并非(fei)如人們(men)(men)所想,這是因為(wei)其火山活(huo)動使它的(de)(de)地形(xing)不(bu)(bu)斷改變。于(yu)(yu)是,人們(men)(men)便(bian)把(ba)它不(bu)(bu)斷更(geng)新(xin)的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)看成(cheng)是“年輕”的(de)(de),因為(wei)這些地形(xing)是新(xin)近形(xing)成(cheng);相反,月(yue)(yue)球表(biao)面(mian)(mian)滿布隕石坑,并保留了(le)數十(shi)億年,人們(men)(men)便(bian)把(ba)月(yue)(yue)球的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)看成(cheng)是“年老(lao)”的(de)(de)。
除了(le)火(huo)山外,木衛一其他的景觀,僅(jin)有一些(xie)普通的山脈(mo)、溶化(hua)硫湖泊、深度達數百公里(li)的破火(huo)山口,以及長達數百公里(li)的低(di)黏度液體在流動,可(ke)能(neng)是(shi)液態硫或是(shi)硅(gui)酸鹽(yan)。此外,木衛一的硫磺及其化(hua)合物擁(yong)有多(duo)種(zhong)不同的顏色,形(xing)成了(le)它獨特多(duo)變的外觀。
科學家從兩艘(sou)旅(lv)行者號傳回的(de)(de)(de)多張照片作出(chu)分析,相信木衛(wei)(wei)一(yi)(yi)表面的(de)(de)(de)熔巖(yan)流,主(zhu)要(yao)(yao)由(you)(you)融化(hua)了的(de)(de)(de)硫(liu)化(hua)物所組成(cheng)。但是(shi)從地(di)面的(de)(de)(de)紅(hong)外線研(yan)究結果(guo)中(zhong),測得(de)(de)木衛(wei)(wei)一(yi)(yi)熱點的(de)(de)(de)溫度(du)可(ke)(ke)高(gao)達2000K,比(bi)硫(liu)的(de)(de)(de)沸點還(huan)要(yao)(yao)高(gao)出(chu)1300K,因此有(you)指這(zhe)些(xie)熔巖(yan)不(bu)太可(ke)(ke)能是(shi)硫(liu),木衛(wei)(wei)一(yi)(yi)的(de)(de)(de)整體(ti)平均溫度(du)為(wei)130K,比(bi)熱點溫度(du)低得(de)(de)多,而最新的(de)(de)(de)理論也指出(chu)那些(xie)熔巖(yan)流是(shi)由(you)(you)硅酸鹽組成(cheng)。根據哈(ha)勃太空(kong)望(wang)遠鏡的(de)(de)(de)觀測結果(guo),這(zhe)些(xie)物質可(ke)(ke)能富含金屬(shu)元素鈉,在(zai)不(bu)同地(di)方也可(ke)(ke)能含有(you)不(bu)同的(de)(de)(de)物質。
木衛(wei)一(yi)(yi)大氣層極端稀薄,只有(you)地球大氣壓力的(de)十(shi)億分(fen)之一(yi)(yi),主要(yao)的(de)成分(fen)是二氧(yang)化硫,氯化鈉、一(yi)(yi)氧(yang)化硫及氧(yang)也有(you)少許。
其他伽利略衛星均擁有固態水,木衛一所含的水卻極少,人們認為是早期的木星溫度很高,其熱力可以蒸發木(mu)衛(wei)一上的(de)水,但其他(ta)大型衛(wei)星的(de)水則不足(zu)以蒸發。
它所有活動所需要的能量可能來自于它與木衛二、木衛三及木星之間的交互引潮力。這三顆衛(wei)星的(de)共動關(guan)系固(gu)定,木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)一(yi)(yi)的(de)公(gong)轉周期是木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)二的(de)一(yi)(yi)半(ban)(ban),后者是木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)三的(de)一(yi)(yi)半(ban)(ban)。雖然木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)一(yi)(yi)就像地(di)球的(de)衛(wei)星月球一(yi)(yi)般,只用(yong)固(gu)定的(de)一(yi)(yi)面(mian)朝向其(qi)主星,由于木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)二與木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)三的(de)作用(yong)使(shi)(shi)它(ta)有(you)一(yi)(yi)點點不(bu)穩定。它(ta)使(shi)(shi)木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)一(yi)(yi)扭(niu)動、彎曲,大(da)約有(you)100米長,并在復原(yuan)扭(niu)曲的(de)循環中(zhong)產生能量。
木(mu)(mu)衛一同樣(yang)切(qie)割木(mu)(mu)星(xing)的(de)磁(ci)場線,生(sheng)成電流。對于(yu)引(yin)潮力而言由此(ci)產生(sheng)的(de)能量不多,但電流的(de)功率仍有(you)1兆(zhao)瓦特。它也剝去了(le)一些木(mu)(mu)衛一的(de)物質,并在木(mu)(mu)星(xing)周圍產生(sheng)強烈的(de)凸(tu)起狀輻射(she)。在凸(tu)出面(mian)中脫離的(de)粒子部分地造成了(le)木(mu)(mu)星(xing)的(de)巨大磁(ci)層。
大小: 3,660.0 × 3,637.4 × 3,630.6 km
赤道表面引力: 1.796 m/s2(0.183 g)
宇(yu)宙(zhou)速度: 2.558 km/s
自(zi)轉周期: 同(tong)步(bu)的
赤道旋(xuan)轉速(su)率: 271 km/h
反照(zhao)率: 0.63 ± 0.02
表面(mian)溫度:平均 130K ;最大 2000 K
星(xing)等: 5.02 (沖(chong))
軌道資料
近拱點: 420,000 km (0.002 807 AU)
遠(yuan)拱點(dian): 423,400 km (0.002 830 AU)
平均軌(gui)道半(ban)徑: 421,700 km (0.002 819 AU)
軌(gui)道離心率: 0.0041
軌道周期: 1.769 137 786 d (152 853.504 7 s, 42 h)
平(ping)均公轉(zhuan)速度: 17.334 km/s
軌道(dao)傾角: 2.21° (對黃道(dao))
0.05°(對木星的(de)赤道)
衛星(xing)所屬星(xing)球: 木星(xing)
艾(ai)奧比(bi)(bi)地球(qiu)的衛星(xing)(xing)月(yue)(yue)球(qiu)略(lve)大(da)一些,它的平(ping)均半徑(jing)是1,821.3公(gong)里(li)(比(bi)(bi)月(yue)(yue)球(qiu)大(da)約(yue)5%),質量是8.9319×10公(gong)斤(大(da)約(yue)比(bi)(bi)月(yue)(yue)球(qiu)多21%)。它的形狀略(lve)為(wei)橢(tuo)球(qiu),而(er)它最長的軸是指向(xiang)木(mu)星(xing)(xing)的。在伽利略(lve)衛星(xing)(xing)中,艾(ai)奧的質量和(he)體積都比(bi)(bi)蓋尼米德和(he)卡里(li)斯托小,但比(bi)(bi)歐羅巴大(da)。
主(zhu)要由硅酸鹽(yan)巖石和(he)(he)鐵(tie)(tie)組(zu)成(cheng),艾(ai)奧在外太陽系的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)衛星(xing)(xing)中(zhong)比(bi)其他的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)衛星(xing)(xing)都更接(jie)近類地(di)行(xing)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構主(zhu)體,其它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要由碎冰和(he)(he)硅酸鹽(yan)混合組(zu)成(cheng)。艾(ai)奧的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)密度(du)為(wei)3.5275g/cm是太陽系的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)衛星(xing)(xing)中(zhong)密度(du)最高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de);明(ming)顯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)其他的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)伽(jia)(jia)利略(lve)衛星(xing)(xing)高,也比(bi)地(di)球的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)月球要高。根據(ju)旅(lv)行(xing)者(zhe)號(hao)和(he)(he)伽(jia)(jia)利略(lve)號(hao)測(ce)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)衛星(xing)(xing)質量(liang)(liang)、半(ban)徑(jing)和(he)(he)四(si)極引力系數(關于質量(liang)(liang)在內(nei)部如(ru)何(he)分(fen)布的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)數值(zhi))建立的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)模型(xing),建議(yi)它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)部和(he)(he)外部之(zhi)(zhi)間是有所不同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),富(fu)含硅酸鹽(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)外殼(ke)和(he)(he)內(nei)部的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)地(di)幔,鐵(tie)(tie)或(huo)硫(liu)(liu)化鐵(tie)(tie)-富(fu)含在核(he)(he)心,金屬核(he)(he)心的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)(liang)大約占(zhan)了艾(ai)奧質量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)20%。依據(ju)核(he)(he)心中(zhong)硫(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含量(liang)(liang),如(ru)果(guo)完(wan)全由鐵(tie)(tie)組(zu)成(cheng),核(he)(he)心的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)半(ban)徑(jing)在350至650公里(li)(li)(li)(220至400英里(li)(li)(li))之(zhi)(zhi)間;如(ru)果(guo)由鐵(tie)(tie)和(he)(he)硫(liu)(liu)混和(he)(he)組(zu)成(cheng),核(he)(he)心的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)半(ban)徑(jing)則在550至900公里(li)(li)(li)(310至560英里(li)(li)(li))。伽(jia)(jia)利略(lve)號(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁強計沒有測(ce)出(chu)艾(ai)奧內(nei)部的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁場(chang),所以認為(wei)核(he)(he)心沒有對流。
模型(xing)也(ye)建議(yi)艾奧內部(bu)的(de)(de)(de)(de)組成,地幔(man)(man)至少(shao)有75%由富含(han)鎂的(de)(de)(de)(de)礦物橄欖石(shi)組成,并且有大量(liang)類(lei)似于L球粒隕(yun)石(shi)和LL球粒隕(yun)石(shi)的(de)(de)(de)(de)隕(yun)石(shi),并且有更高的(de)(de)(de)(de)鐵含(han)量(liang)(相較于地球的(de)(de)(de)(de)衛星(xing)月球的(de)(de)(de)(de)硅,但(dan)仍比(bi)火(huo)星(xing)低)要維持(chi)在(zai)艾奧上觀察(cha)到的(de)(de)(de)(de)熱流,10-20%的(de)(de)(de)(de)地幔(man)(man)也(ye)許(xu)(xu)是溶解(jie)的(de)(de)(de)(de),但(dan)觀察(cha)到高溫的(de)(de)(de)(de)火(huo)山(shan)作(zuo)用地區,也(ye)許(xu)(xu)有更高的(de)(de)(de)(de)被熔解(jie)比(bi)例。由于廣泛的(de)(de)(de)(de)火(huo)山(shan)作(zuo)用,艾奧的(de)(de)(de)(de)巖石(shi)圈主要由硫磺和玄武巖組成,它的(de)(de)(de)(de)厚度至少(shao)有12公里(li)(7英里(li)),但(dan)不會超過40公里(li)(25英里(li))。
不同(tong)于(yu)地(di)球(qiu)和(he)(he)月球(qiu),艾(ai)(ai)奧(ao)內部(bu)(bu)(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱源(yuan)主要來自(zi)潮(chao)(chao)(chao)汐散逸(yi)而(er)不是(shi)放(fang)(fang)射(she)性同(tong)位素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)衰(shuai)變(bian)(bian),這(zhe)(zhe)是(shi)艾(ai)(ai)奧(ao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌道(dao)與(yu)(yu)歐羅(luo)(luo)巴(ba)和(he)(he)蓋尼米德共(gong)(gong)(gong)(gong)振(zhen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結果(guo)。這(zhe)(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱化(hua)與(yu)(yu)木(mu)星(xing)(xing)和(he)(he)艾(ai)(ai)奧(ao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)距離(li)、軌道(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)離(li)心率、它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內部(bu)(bu)(bu)構造(zao)(zao)和(he)(he)物理狀(zhuang)態有(you)(you)(you)關。它和(he)(he)歐羅(luo)(luo)巴(ba)與(yu)(yu)蓋尼米德的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)拉普拉斯共(gong)(gong)(gong)(gong)振(zhen),維系了(le)艾(ai)(ai)奧(ao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)離(li)心率并(bing)且防止了(le)它因潮(chao)(chao)(chao)汐散逸(yi)而(er)使軌道(dao)變(bian)(bian)圓。軌道(dao)共(gong)(gong)(gong)(gong)振(zhen)也(ye)幫助艾(ai)(ai)奧(ao)維持到(dao)木(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)距離(li),否(fou)則木(mu)星(xing)(xing)涌起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)潮(chao)(chao)(chao)汐將導致艾(ai)(ai)奧(ao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌道(dao)成(cheng)螺旋形(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)逐漸由外向內的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)朝母行星(xing)(xing)接近(jin)。艾(ai)(ai)奧(ao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)潮(chao)(chao)(chao)汐隆起在(zai)(zai)軌道(dao)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)近(jin)木(mu)點和(he)(he)遠木(mu)點的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)刻之(zhi)間有(you)(you)(you)著100米(330英尺)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)垂直變(bian)(bian)化(hua)。由于(yu)這(zhe)(zhe)種(zhong)潮(chao)(chao)(chao)汐拉扯在(zai)(zai)艾(ai)(ai)奧(ao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內部(bu)(bu)(bu)產(chan)生了(le)摩擦或是(shi)潮(chao)(chao)(chao)汐散逸(yi),如果(guo)沒(mei)有(you)(you)(you)軌道(dao)共(gong)(gong)(gong)(gong)振(zhen),這(zhe)(zhe)些將使得艾(ai)(ai)奧(ao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌道(dao)變(bian)(bian)得更(geng)圓;在(zai)(zai)艾(ai)(ai)奧(ao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內部(bu)(bu)(bu)創造(zao)(zao)更(geng)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)潮(chao)(chao)(chao)汐加熱,使這(zhe)(zhe)顆衛星(xing)(xing)內部(bu)(bu)(bu)更(geng)多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)地(di)幔和(he)(he)核心被(bei)熔化(hua)。如此(ci)產(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量大于(yu)放(fang)(fang)射(she)性衰(shuai)變(bian)(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)200倍,這(zhe)(zhe)些熱量以(yi)火山活動的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)式被(bei)釋放(fang)(fang)出來,造(zao)(zao)成(cheng)在(zai)(zai)觀測上看見(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高熱流(全球(qiu)總量:0.6至1.6×10瓦)。它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌道(dao)模型認為艾(ai)(ai)奧(ao)內部(bu)(bu)(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)潮(chao)(chao)(chao)汐加熱會隨著時(shi)間而(er)改變(bian)(bian),并(bing)且目(mu)前的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱流也(ye)不是(shi)長時(shi)間平均的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)代表(biao)。
基于他們(men)對月球、火星和(he)(he)水(shui)星等(deng)古老表(biao)(biao)面的(de)(de)(de)(de)(de)經驗(yan),科學家預(yu)期在旅(lv)行者1號(hao)(hao)傳回的(de)(de)(de)(de)(de)第地(di)一(yi)張艾奧(ao)的(de)(de)(de)(de)(de)影像上將看(kan)見(jian)許多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)撞擊坑。橫跨在表(biao)(biao)面的(de)(de)(de)(de)(de)撞擊坑密(mi)度(du)可以提供艾奧(ao)的(de)(de)(de)(de)(de)年齡,但(dan)是(shi)(shi)(shi),他們(men)很(hen)(hen)驚訝(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)發現在表(biao)(biao)面幾乎(hu)全無撞擊坑,取而代之的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)光(guang)滑的(de)(de)(de)(de)(de)平原,和(he)(he)在表(biao)(biao)面有著(zhu)各(ge)式(shi)各(ge)樣大小的(de)(de)(de)(de)(de)火山口(kou)和(he)(he)火山的(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)巖流。與是(shi)(shi)(shi)各(ge)地(di)地(di)被觀測過的(de)(de)(de)(de)(de)點(dian)來(lai)(lai)比(bi)較(jiao),艾奧(ao)的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)面有著(zhu)五顏(yan)六色的(de)(de)(de)(de)(de)來(lai)(lai)自(zi)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)硫磺組成的(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料(比(bi)較(jiao)起來(lai)(lai)艾奧(ao)的(de)(de)(de)(de)(de)前導半(ban)球有著(zhu)腐敗的(de)(de)(de)(de)(de)橘子或是(shi)(shi)(shi)披薩的(de)(de)(de)(de)(de)顏(yan)色)。缺乏撞擊坑表(biao)(biao)示艾奧(ao)的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)面是(shi)(shi)(shi)很(hen)(hen)年輕的(de)(de)(de)(de)(de),像是(shi)(shi)(shi)地(di)球的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)面;火山口(kou)被它(ta)們(men)制造的(de)(de)(de)(de)(de)連綿(mian)不(bu)絕(jue)的(de)(de)(de)(de)(de)火山物質掩埋掉。在旅(lv)行者1號(hao)(hao)短暫的(de)(de)(de)(de)(de)觀察下,證實了這個壯觀的(de)(de)(de)(de)(de)情景(jing),至少有9座活火山存在著(zhu)。
艾(ai)奧(ao)五顏六(liu)色(se)(se)的(de)(de)表面(mian)是它廣(guang)泛的(de)(de)火(huo)山作(zuo)用導(dao)致各(ge)種各(ge)樣(yang)材料的(de)(de)結果,這些材料包含硅酸鹽(例如直輝石類)、硫磺(huang)和(he)二氧(yang)化硫二氧(yang)化硫的(de)(de)霜橫跨(kua)并普遍的(de)(de)存(cun)在于艾(ai)奧(ao)表面(mian),形成白色(se)(se)或(huo)灰色(se)(se)材料組成的(de)(de)廣(guang)大區域。散布在中緯度和(he)極(ji)區的(de)(de)硫磺(huang),經(jing)常(chang)受到(dao)輻射(she)的(de)(de)破(po)(po)壞,造成穩(wen)定的(de)(de)8鏈(lian)硫磺(huang)被破(po)(po)壞。這種輻射(she)的(de)(de)破(po)(po)壞使得艾(ai)奧(ao)的(de)(de)極(ji)區呈現紅褐色(se)(se)。
爆發的(de)火山(shan),經常(chang)產生傘形(xing)(xing)的(de)流(liu)(liu)束(shu),將(jiang)表面涂裝上硫(liu)(liu)磺(huang)和硅酸鹽(yan)(yan)的(de)材料。流(liu)(liu)束(shu)在(zai)艾奧(ao)表面的(de)沉(chen)(chen)積物會依據流(liu)(liu)束(shu)內(nei)硫(liu)(liu)磺(huang)和二氧(yang)(yang)化硫(liu)(liu)數量(liang)的(de)不同(tong)而(er)呈現白(bai)色(se)(se)或(huo)紅(hong)色(se)(se)。通常(chang),從包含大量(liang)S2的(de)火山(shan)形(xing)(xing)成的(de)流(liu)(liu)束(shu),會導致紅(hong)色(se)(se)的(de)扇(shan)形(xing)(xing)沉(chen)(chen)積,或(huo)是在(zai)極端(duan)的(de)例子中,形(xing)(xing)成大的(de)(高度(du)達到450公里(280英里)的(de)主(zhu)要事例中)紅(hong)色(se)(se)環(huan)。一個流(liu)(liu)束(shu)形(xing)(xing)成紅(hong)色(se)(se)圓環(huan)沉(chen)(chen)積的(de)明顯例子是裴蕾火山(shan),這個紅(hong)色(se)(se)的(de)沉(chen)(chen)積主(zhu)要是硫(liu)(liu)磺(huang)(通常(chang)是3或(huo)4鏈的(de)硫(liu)(liu)磺(huang)分子)、二氧(yang)(yang)化硫(liu)(liu)、或(huo)者(zhe)還有Cl2SO2。形(xing)(xing)成在(zai)硅酸鹽(yan)(yan)熔巖(yan)邊緣的(de)流(liu)(liu)束(shu)(通過熔巖(yan)和先前(qian)已(yi)經沉(chen)(chen)積的(de)硫(liu)(liu)磺(huang)和二氧(yang)(yang)化硫(liu)(liu))會造成灰(hui)色(se)(se)或(huo)白(bai)色(se)(se)的(de)沉(chen)(chen)積。
由(you)艾(ai)(ai)奧的(de)結構(gou)圖和高密度,認為艾(ai)(ai)奧沒有(you)或是(shi)只(zhi)有(you)少量的(de)水,雖(sui)然偵測到(dao)含(han)冰屑(xie)或含(han)水礦(kuang)物的(de)小礦(kuang)穴,最著名的(de)是(shi)在季禧(xi)霸山(Gish Bar Mons)的(de)西北側。水的(de)缺乏可以歸咎于木星在早期有(you)足(zu)(zu)夠的(de)熱,在太陽系的(de)演(yan)化過程中將在艾(ai)(ai)奧附近(jin)的(de)揮發(fa)性物質,像水,都蒸(zheng)發(fa)掉了,但熱不足(zu)(zu)以影(ying)響更遠處的(de)地方。
由艾奧(ao)的(de)(de)(de)軌(gui)道離心(xin)率引發(fa)的(de)(de)(de)潮汐(xi)熱迫使這(zhe)顆衛星(xing)成(cheng)為太陽系中火山最(zui)活(huo)躍的(de)(de)(de)天體,有數(shu)百座(zuo)火山中心(xin)和(he)(he)四處流(liu)竄的(de)(de)(de)熔巖(yan)流(liu)。當發(fa)生(sheng)主要的(de)(de)(de)噴(pen)發(fa)時(shi),主要成(cheng)分是玄武巖(yan)的(de)(de)(de)硅(gui)酸(suan)鹽與富(fu)含鐵鎂質(zhi)(zhi)或超鐵鎂質(zhi)(zhi)巖(yan)石的(de)(de)(de)熔巖(yan)流(liu)長(chang)度十倍于平時(shi),可以長(chang)達數(shu)百公(gong)里(li)。做為這(zhe)些(xie)活(huo)動的(de)(de)(de)副產品,硫(liu)磺、二氧化流(liu)和(he)(he)硅(gui)酸(suan)鹽碎(sui)屑(xie)等(deng)物(wu)質(zhi)(zhi)(像(xiang)是灰(hui)燼),可以被吹(chui)送到500公(gong)里(li)(310英里(li))的(de)(de)(de)高(gao)空中,形成(cheng)巨(ju)大的(de)(de)(de)扇形流(liu)束,為周圍的(de)(de)(de)地型提供(gong)了(le)紅色(se)(se)、黑色(se)(se)和(he)(he)白色(se)(se)等(deng)采繪的(de)(de)(de)材(cai)料,并(bing)且提供(gong)了(le)廣泛的(de)(de)(de)材(cai)料補充艾奧(ao)大氣層(ceng)和(he)(he)木星(xing)廣大磁層(ceng)的(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)(zhi)。
艾(ai)奧的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表面(mian)有(you)(you)(you)許多由沉(chen)積(ji)物構成,被稱為(wei)火(huo)(huo)(huo)(huo)山(shan)(shan)(shan)口(kou)(kou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)點,火(huo)(huo)(huo)(huo)山(shan)(shan)(shan)口(kou)(kou)一(yi)般(ban)都有(you)(you)(you)高聳的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)墻壁和(he)(he)一(yi)定數(shu)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)平坦表面(mian)。這(zhe)些特(te)(te)征類似地(di)(di)(di)球(qiu)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)破火(huo)(huo)(huo)(huo)山(shan)(shan)(shan)口(kou)(kou);如(ru)果他們是(shi)(shi)(shi)如(ru)同地(di)(di)(di)球(qiu)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表兄弟一(yi)樣,是(shi)(shi)(shi)經由崩(beng)塌導致一(yi)些熔(rong)巖(yan)管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)成,但(dan)這(zhe)些仍(reng)都是(shi)(shi)(shi)未知的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。有(you)(you)(you)一(yi)種(zhong)假說認為(wei)這(zhe)些特(te)(te)點可已(yi)經由發(fa)(fa)掘火(huo)(huo)(huo)(huo)山(shan)(shan)(shan)形(xing)(xing)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)巖(yan)層(ceng),和(he)(he)被疊加(jia)進入或(huo)排除(chu)在(zai)巖(yan)層(ceng)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料來(lai)鑒(jian)識。不(bu)同于地(di)(di)(di)球(qiu)和(he)(he)火(huo)(huo)(huo)(huo)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)(te)征,這(zhe)些沉(chen)積(ji)物沒(mei)有(you)(you)(you)在(zai)盾(dun)狀火(huo)(huo)(huo)(huo)山(shan)(shan)(shan)中心的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)尖峰(feng),并且更(geng)為(wei)巨大,它們的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)平均直(zhi)徑是(shi)(shi)(shi)41公(gong)里(li)(25英里(li)),最大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)洛基火(huo)(huo)(huo)(huo)山(shan)(shan)(shan)口(kou)(kou)直(zhi)徑達到202公(gong)里(li)(126英里(li))。無論(lun)形(xing)(xing)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)機制(zhi)是(shi)(shi)(shi)如(ru)何,許多火(huo)(huo)(huo)(huo)山(shan)(shan)(shan)口(kou)(kou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)型態學和(he)(he)分布(bu)狀態建議這(zhe)些特(te)(te)征是(shi)(shi)(shi)受到結構上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)控制(zhi),或(huo)者至少有(you)(you)(you)一(yi)半與(yu)山(shan)(shan)(shan)或(huo)斷層(ceng)有(you)(you)(you)關。這(zhe)些特(te)(te)征通常是(shi)(shi)(shi)火(huo)(huo)(huo)(huo)山(shan)(shan)(shan)爆發(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)(te)征,可能是(shi)(shi)(shi)熔(rong)巖(yan)流橫越(yue)過火(huo)(huo)(huo)(huo)山(shan)(shan)(shan)口(kou)(kou)內的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)平原,像(xiang)是(shi)(shi)(shi)2001年季禧霸山(shan)(shan)(shan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)噴發(fa)(fa),或(huo)是(shi)(shi)(shi)熔(rong)巖(yan)湖的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)成。在(zai)艾(ai)奧的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)巖(yan)湖有(you)(you)(you)一(yi)個會持續翻轉的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)巖(yan)外殼,像(xiang)是(shi)(shi)(shi)裴蕾(lei)火(huo)(huo)(huo)(huo)山(shan)(shan)(shan),或(huo)是(shi)(shi)(shi)有(you)(you)(you)著(zhu)翻轉情節的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)外殼,像(xiang)是(shi)(shi)(shi)洛基火(huo)(huo)(huo)(huo)山(shan)(shan)(shan)口(kou)(kou)。
熔(rong)巖(yan)(yan)(yan)流(liu)代表艾奧另一種的(de)主要(yao)火(huo)山地形。巖(yan)(yan)(yan)漿從火(huo)山口表面的(de)出氣孔(kong)或(huo)裂縫噴發(fa)出來,產(chan)生(sheng)膨脹,形成的(de)熔(rong)巖(yan)(yan)(yan)流(liu)類(lei)似地球上(shang)在(zai)(zai)夏威夷的(de)啟勞亞火(huo)山。來自伽利略號(hao)的(de)影(ying)像顯示艾奧許多的(de)主要(yao)熔(rong)巖(yan)(yan)(yan)流(liu),像是普(pu)羅米(mi)(mi)修斯火(huo)山和阿米(mi)(mi)拉尼火(huo)山,是在(zai)(zai)舊的(de)熔(rong)巖(yan)(yan)(yan)流(liu)上(shang)產(chan)生(sheng)小的(de)斷裂處上(shang)方(fang)產(chan)生(sheng)新(xin)熔(rong)巖(yan)(yan)(yan)流(liu)的(de)堆積。在(zai)(zai)艾奧上(shang)也(ye)觀(guan)(guan)察到夠大的(de)熔(rong)巖(yan)(yan)(yan)噴發(fa),例如,從1979年旅行者號(hao)到1996年伽利略號(hao)的(de)第一次觀(guan)(guan)測,普(pu)羅米(mi)(mi)修斯前緣的(de)熔(rong)巖(yan)(yan)(yan)就(jiu)流(liu)動了(le)75至(zhi)(zhi)95公里(47至(zhi)(zhi)59英里)。在(zai)(zai)1997年的(de)一次主要(yao)噴發(fa),產(chan)生(sheng)了(le)超過3,500公里(1,350英里)長(chang)的(de)新(xin)鮮熔(rong)巖(yan)(yan)(yan)流(liu),并且充斥在(zai)(zai)鄰近的(de)Pillan火(huo)山口。
新(xin)視野號(hao)的五張連續影像顯示(shi)艾(ai)奧的特瓦史塔火山口噴出(chu)(chu)的物體高出(chu)(chu)表面達(da)330公里。
科(ke)學家分(fen)析旅行者的(de)(de)(de)影(ying)像后,相信(xin)這(zhe)些(xie)(xie)流體(ti)(ti)主(zhu)要由(you)熔解(jie)的(de)(de)(de)各(ge)種各(ge)樣(yang)的(de)(de)(de)硫磺化合物組成。但是隨后地(di)基天文(wen)臺和伽(jia)利略(lve)號的(de)(de)(de)觀測(ce)卻顯示這(zhe)些(xie)(xie)流體(ti)(ti)是由(you)玄武巖與鎂(mei)鐵質和超鎂(mei)鐵質構成的(de)(de)(de)。這(zhe)樣(yang)的(de)(de)(de)假(jia)說是依據對艾奧的(de)(de)(de)"熱點"進行溫(wen)度(du)測(ce)量,或是熱輻射位置(zhi)的(de)(de)(de)結果,這(zhe)些(xie)(xie)結果建議的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)至少高達1,300K,更有高達1,600K的(de)(de)(de)點,估(gu)計原始的(de)(de)(de)噴發溫(wen)度(du)可以達到2,000K,但是因為當初使用(yong)錯(cuo)誤的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)模型(xing)將溫(wen)度(du)塑造(zao)的(de)(de)(de)過高,之后已經(jing)證(zheng)實(shi)溫(wen)度(du)被高估(gu)了。
在(zai)裴蕾(lei)火(huo)(huo)山(shan)(shan)和(he)洛(luo)基火(huo)(huo)山(shan)(shan)口(kou)發現流(liu)(liu)(liu)(liu)束(shu)是(shi)(shi)證(zheng)實艾(ai)奧有活(huo)躍的(de)(de)(de)(de)地質活(huo)動的(de)(de)(de)(de)一個標志。通常,這(zhe)(zhe)些(xie)(xie)流(liu)(liu)(liu)(liu)束(shu)是(shi)(shi)硫(liu)(liu)(liu)磺(huang)和(he)二(er)氧化(hua)硫(liu)(liu)(liu)以每秒1公(gong)(gong)里(0.6英里)的(de)(de)(de)(de)速度從火(huo)(huo)山(shan)(shan)噴(pen)發出來所形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de),在(zai)流(liu)(liu)(liu)(liu)束(shu)中(zhong)可以發現的(de)(de)(de)(de)物(wu)質還包括(kuo)鈉、鉀(jia)和(he)氯。這(zhe)(zhe)些(xie)(xie)流(liu)(liu)(liu)(liu)束(shu)看起來是(shi)(shi)由下面(mian)二(er)種(zhong)方(fang)法(fa)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)一種(zhong)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)。艾(ai)奧的(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)(liu)(liu)束(shu)最(zui)(zui)大的(de)(de)(de)(de)時候(hou)是(shi)(shi)當被熔(rong)化(hua)的(de)(de)(de)(de)巖漿從火(huo)(huo)山(shan)(shan)口(kou)或(huo)熔(rong)巖湖噴(pen)出硫(liu)(liu)(liu)磺(huang)和(he)二(er)氧化(hua)硫(liu)(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)時候(hou),并(bing)經(jing)常會扯泄出硅酸鹽(yan)的(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)山(shan)(shan)碎(sui)(sui)屑(xie),這(zhe)(zhe)些(xie)(xie)流(liu)(liu)(liu)(liu)束(shu)會在(zai)表(biao)面(mian)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)紅(hong)色(se)(短鏈(lian)的(de)(de)(de)(de)硫(liu)(liu)(liu)磺(huang))和(he)黑色(se)(硅酸鹽(yan)火(huo)(huo)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)巖的(de)(de)(de)(de)碎(sui)(sui)屑(xie))的(de)(de)(de)(de)沉積物(wu)。這(zhe)(zhe)些(xie)(xie)流(liu)(liu)(liu)(liu)束(shu)在(zai)艾(ai)奧表(biao)面(mian)被觀察到(dao)最(zui)(zui)大的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)直徑達到(dao)1,000公(gong)(gong)里(620英里)的(de)(de)(de)(de)紅(hong)色(se)環狀沉積,例(li)如裴蕾(lei)火(huo)(huo)山(shan)(shan)、特瓦史(shi)塔火(huo)(huo)山(shan)(shan)口(kou)和(he)Dazhbog火(huo)(huo)山(shan)(shan)口(kou),都是(shi)(shi)由者(zhe)種(zhong)形(xing)(xing)式(shi)的(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)(liu)(liu)束(shu)造(zao)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)。另一種(zhong)形(xing)(xing)式(shi)流(liu)(liu)(liu)(liu)束(shu)造(zao)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)當熔(rong)巖流(liu)(liu)(liu)(liu)將底部的(de)(de)(de)(de)二(er)氧化(hua)硫(liu)(liu)(liu)霜氣化(hua),將硫(liu)(liu)(liu)磺(huang)送上空中(zhong)。照種(zhong)形(xing)(xing)式(shi)的(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)(liu)(liu)束(shu)經(jing)常形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)明(ming)亮的(de)(de)(de)(de)圓形(xing)(xing)二(er)氧化(hua)硫(liu)(liu)(liu)沉積。這(zhe)(zhe)種(zhong)形(xing)(xing)式(shi)的(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)(liu)(liu)束(shu)高度通常低(di)于100公(gong)(gong)里(62英里),并(bing)且(qie)流(liu)(liu)(liu)(liu)束(shu)可以維持很長的(de)(de)(de)(de)壽命,像(xiang)是(shi)(shi)普羅米(mi)(mi)修斯火(huo)(huo)山(shan)(shan)、阿米(mi)(mi)拉尼(ni)、和(he)產靈火(huo)(huo)山(shan)(shan)。
艾(ai)奧表面有(you)(you)100至(zhi)150座(zuo)山峰,平均高(gao)(gao)度為6公里(li)(li),最高(gao)(gao)的(de)一座(zuo)是位于南(nan)極的(de)Bo?saule Montes,高(gao)(gao)達(da)17.5±1.5公里(li)(li)。山峰通常(chang)都很巨(ju)大,平均長度是157公里(li)(li),被隔絕(jue)的(de)結構(gou)(gou)看起來沒有(you)(you)全球性的(de)構(gou)(gou)造模式,跟地(di)球上的(de)山峰一樣。艾(ai)奧必須要有(you)(you)硅酸鹽巖石構(gou)(gou)成的(de)地(di)殼,才能支撐這些巨(ju)大的(de)山峰,相(xiang)較之下硫磺構(gou)(gou)成的(de)地(di)殼就不可(ke)能產生(sheng)。
盡管艾奧(ao)廣泛的(de)(de)(de)(de)(de)火山(shan)(shan)作用呈現出許多的(de)(de)(de)(de)(de)特征(zheng),幾(ji)乎所有的(de)(de)(de)(de)(de)山(shan)(shan)都有來自地殼運動的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構。艾奧(ao)多數的(de)(de)(de)(de)(de)山(shan)(shan)峰(feng)(feng)并非由(you)火山(shan)(shan)所造成(cheng),反而是(shi)由(you)巖(yan)石(shi)(shi)圈受到壓(ya)縮(suo)應力的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)果(guo)而形成(cheng),這些是(shi)經由(you)艾奧(ao)外(wai)殼經常(chang)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)掀動和(he)(he)逆斷(duan)層提高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)。導(dao)致(zhi)山(shan)(shan)峰(feng)(feng)形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)縮(suo)應力是(shi)來自火山(shan)(shan)沉(chen)積的(de)(de)(de)(de)(de)物質不斷(duan)被(bei)埋葬(zang)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)果(guo)。全球(qiu)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)山(shan)(shan)脈分布(bu)看起(qi)來是(shi)與火山(shan)(shan)結(jie)構相對稱的(de)(de)(de)(de)(de);山(shan)(shan)峰(feng)(feng)分布(bu)區(qu)域只有少許的(de)(de)(de)(de)(de)火山(shan)(shan)存在(zai),反之(zhi)亦然。這建(jian)議大尺度(du)區(qu)域的(de)(de)(de)(de)(de)巖(yan)石(shi)(shi)圈結(jie)構何處(chu)被(bei)壓(ya)縮(suo)(支持山(shan)(shan)的(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng))和(he)(he)擴張(支持火山(shan)(shan)口(kou)的(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng))所掌(zhang)控。區(qu)域性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de),然而山(shan)(shan)和(he)(he)火山(shan)(shan)口(kou)經常(chang)緊靠(kao)在(zai)一(yi)起(qi),則(ze)是(shi)當(dang)山(shan)(shan)在(zai)形成(cheng)并到達(da)表(biao)面時(shi)曾經有斷(duan)層形成(cheng),而造成(cheng)巖(yan)漿(jiang)的(de)(de)(de)(de)(de)侵蝕。
在艾(ai)奧(ao)(ao)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)山(shan)(shan)(shan)峰(通常(chang)是(shi)(shi)周圍的(de)(de)(de)平(ping)(ping)原上(shang)(shang)(shang)升的(de)(de)(de)結(jie)構(gou))有(you)各種(zhong)各樣的(de)(de)(de)型(xing)態。高(gao)原是(shi)(shi)最普通的(de)(de)(de),這(zhe)種(zhong)結(jie)構(gou)相似大、頂部平(ping)(ping)坦的(de)(de)(de)方山(shan)(shan)(shan)與堅固的(de)(de)(de)表面。其它的(de)(de)(de)山(shan)(shan)(shan)看起來是(shi)(shi)被掀動的(de)(de)(de)地殼,有(you)著平(ping)(ping)緩斜(xie)(xie)坡(po)(po)的(de)(de)(de),是(shi)(shi)舊有(you)的(de)(de)(de)表面形成的(de)(de)(de);包(bao)括(kuo)表層物質的(de)(de)(de)陡坡(po)(po),是(shi)(shi)下(xia)層物質受到壓縮應力抬昇的(de)(de)(de)結(jie)果。這(zhe)兩種(zhong)山(shan)(shan)(shan)經常(chang)都(dou)(dou)有(you)陡峭的(de)(de)(de)陡坡(po)(po)形成一個或(huo)多個的(de)(de)(de)邊緣。在艾(ai)奧(ao)(ao)上(shang)(shang)(shang)只(zhi)有(you)幾(ji)座(zuo)山(shan)(shan)(shan)的(de)(de)(de)源頭看起來是(shi)(shi)火(huo)山(shan)(shan)(shan),這(zhe)些山(shan)(shan)(shan)類似盾狀火(huo)山(shan)(shan)(shan),坡(po)(po)度(du)是(shi)(shi)平(ping)(ping)緩的(de)(de)(de)(6–7°),中心有(you)一個小的(de)(de)(de)破火(huo)山(shan)(shan)(shan)口和沿著附近的(de)(de)(de)淺(qian)傾斜(xie)(xie)邊緣。這(zhe)些火(huo)山(shan)(shan)(shan)通常(chang)都(dou)(dou)比艾(ai)奧(ao)(ao)的(de)(de)(de)山(shan)(shan)(shan)的(de)(de)(de)平(ping)(ping)均大小為小,平(ping)(ping)均只(zhi)有(you)1至(zhi)2公(gong)里(0.6至(zhi)1.2英(ying)里)的(de)(de)(de)高(gao)度(du),和40至(zhi)60公(gong)里(25至(zhi)37英(ying)里)寬。其它還有(you)幾(ji)個傾斜(xie)(xie)度(du)更平(ping)(ping)緩的(de)(de)(de)盾狀火(huo)山(shan)(shan)(shan),因為有(you)熔(rong)巖流成輻射(she)狀的(de)(de)(de)從中央輻射(she)而(er)出,才從型(xing)態學上(shang)(shang)(shang)推斷(duan)是(shi)(shi)艾(ai)奧(ao)(ao)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)火(huo)山(shan)(shan)(shan),像(xiang)是(shi)(shi)拉火(huo)山(shan)(shan)(shan)結(jie)構(gou)。
幾(ji)乎所有的山看起來(lai)都在(zai)退化(hua)的階段上(shang),大形的山崩(beng)沉積是(shi)艾(ai)奧上(shang)的山的地基(ji)共同的現(xian)象,因(yin)此崩(beng)壞作用被建(jian)議是(shi)退化(hua)的主要形式。在(zai)艾(ai)奧的方山和高原(yuan)共同的特征是(shi)扇貝狀的邊緣,這是(shi)二氧(yang)化(hua)硫從艾(ai)奧的地殼滲透,導致山的邊緣區域(yu)弱化(hua)的結果。
極光(guang)(guang)在艾(ai)奧的(de)上層(ceng)大氣(qi)發光(guang)(guang),不(bu)同的(de)顏色(se)(se)來(lai)自(zi)大氣(qi)中不(bu)同的(de)成分(綠(lv)色(se)(se)來(lai)自(zi)鈉原(yuan)(yuan)子,紅色(se)(se)來(lai)自(zi)氧原(yuan)(yuan)子,藍色(se)(se)來(lai)自(zi)火山的(de)氣(qi)體,像(xiang)是(shi)二氧化硫)。影像(xiang)是(shi)在艾(ai)奧食攝影的(de)。
艾(ai)奧的(de)(de)大氣層極端稀薄(bo)(bo),只(zhi)有地球大氣壓(ya)力(li)的(de)(de)十億分(fen)(fen)之一(yi),主(zhu)要(yao)的(de)(de)成分(fen)(fen)是二氧(yang)(yang)(yang)化(hua)硫(liu)(liu),氯化(hua)鈉(na)、一(yi)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)硫(liu)(liu)及氧(yang)(yang)(yang)也有少(shao)許。稀薄(bo)(bo)的(de)(de)艾(ai)奧大氣意味著未(wei)來以任何方式著陸艾(ai)奧的(de)(de)探(tan)測器都不需(xu)要(yao)安(an)裝(zhuang)隔熱(re)板來保護儀(yi)器,但是需(xu)要(yao)反推進火箭來進行軟(ruan)登陸。稀薄(bo)(bo)的(de)(de)大氣也使得登陸的(de)(de)設備(bei)必需(xu)堅固得足以抗拒木星強烈的(de)(de)輻(fu)(fu)射(she),這些輻(fu)(fu)射(she)也使稀薄(bo)(bo)的(de)(de)大氣變得濃稠。
同樣的(de)(de)(de)輻射(以等離子體的(de)(de)(de)形式(shi)存(cun)在(zai)(zai)(zai))也(ye)將(jiang)大氣(qi)剝(bo)離,所以必(bi)須經常補(bu)充大氣(qi)。二氧(yang)化硫(liu)(liu)最引人注目的(de)(de)(de)來(lai)源是火(huo)山作用,但(dan)是大氣(qi)層(ceng)受到陽(yang)光持續(xu)的(de)(de)(de)照射也(ye)會使凍結的(de)(de)(de)二氧(yang)化硫(liu)(liu)升(sheng)華。大氣(qi)層(ceng)主要被限制在(zai)(zai)(zai)赤(chi)道(dao),因為(wei)該(gai)處是最溫暖的(de)(de)(de),而且能夠形成流(liu)束的(de)(de)(de)活(huo)躍火(huo)山多數也(ye)在(zai)(zai)(zai)赤(chi)道(dao)上。其它的(de)(de)(de)變化也(ye)會存(cun)在(zai)(zai)(zai),以在(zai)(zai)(zai)火(huo)山口附近的(de)(de)(de)密度(du)最高(特(te)別是有(you)流(liu)束的(de)(de)(de)火(huo)山口),還有(you)艾奧的(de)(de)(de)反木下點(艾奧上距離木星最遠的(de)(de)(de)一點,那(nei)兒的(de)(de)(de)二氧(yang)化硫(liu)(liu)霜(shuang)的(de)(de)(de)數量(liang)最豐(feng)富)。
衛(wei)星(xing)拍(pai)攝的(de)(de)高解析影像顯示,天文學家在(zai)衛(wei)星(xing)食的(de)(de)時候(hou)可以觀察到(dao)類似(si)輝光的(de)(de)極光。這種現象(xiang)是來自于輻射與(yu)大氣(qi)(qi)層的(de)(de)作用,如同(tong)地球的(de)(de)極光。極光通常出現在(zai)行(xing)星(xing)的(de)(de)磁極附(fu)近(jin),但(dan)是艾奧(ao)(ao)最(zui)明亮極光卻位在(zai)赤道(dao)區域。艾奧(ao)(ao)本身(shen)沒有磁場,因此(ci),電子沿著木星(xing)的(de)(de)磁場接近(jin)艾奧(ao)(ao)并直接撞擊到(dao)衛(wei)星(xing)的(de)(de)大氣(qi)(qi)層。越多的(de)(de)電子撞擊大氣(qi)(qi)層,極光就(jiu)越明亮,而磁力線是與(yu)衛(wei)星(xing)正切(qie)的(de)(de)(也就(jiu)是說接近(jin)赤道(dao)),因此(ci)在(zai)那(nei)兒經過(guo)的(de)(de)氣(qi)(qi)柱會最(zui)長(chang)。極光與(yu)艾奧(ao)(ao)上的(de)(de)正切(qie)點的(de)(de)結(jie)合被觀察到(dao)的(de)(de)"晃(huang)動"指(zhi)出木星(xing)的(de)(de)傾(qing)斜磁偶極場變(bian)化方向。
艾(ai)(ai)奧的第(di)一份觀測報告是伽利(li)略在1610年1月7日提出(chu)的。艾(ai)(ai)奧和木(mu)星其它(ta)伽利(li)略衛星的發現(xian)被(bei)發表(biao)在伽利(li)略
艾(ai)奧衛星的發現者(zhe)伽(jia)利略
艾(ai)奧衛星的發現者伽利(li)略
于(yu)的(de)(de)1610年(nian)3月出版的(de)(de)星(xing)界報告。西門馬(ma)里烏斯于(yu)1614出版的(de)(de)馬(ma)里烏斯木星(xing)報中聲稱,他(ta)(ta)于(yu)1609年(nian)就發現(xian)(xian)了艾奧和木星(xing)的(de)(de)其它衛星(xing),比(bi)伽(jia)利(li)略(lve)(lve)早了一個星(xing)期。伽(jia)利(li)略(lve)(lve)質疑這(zhe)(zhe)個聲明(ming),并且(qie)(qie)反駁(bo)馬(ma)里烏斯剽竊、抄(chao)襲他(ta)(ta)的(de)(de)成就。因為伽(jia)利(li)略(lve)(lve)在馬(ma)里烏斯之前就發布了他(ta)(ta)的(de)(de)發現(xian)(xian),而且(qie)(qie)相信(xin)馬(ma)里烏斯也(ye)知(zhi)道這(zhe)(zhe)件事。
在(zai)后來的(de)兩(liang)個(ge)半世(shi)紀(ji),艾(ai)(ai)奧仍(reng)未被(bei)解析過,在(zai)天文學家的(de)望遠(yuan)鏡中(zhong)仍(reng)然只是一(yi)個(ge)亮(liang)度5等的(de)光點。在(zai)17世(shi)紀(ji),艾(ai)(ai)奧和(he)其他(ta)的(de)伽利略衛星(xing)為各種(zhong)各樣(yang)的(de)目的(de)服務,像是協助船(chuan)員們進行(xing)經度的(de)測量,驗(yan)證開普勒的(de)行(xing)星(xing)運動第三(san)(san)定律(lv),和(he)測量光線在(zai)旅(lv)行(xing)在(zai)木星(xing)和(he)地(di)球之(zhi)間的(de)時間。以卡西尼等人建(jian)立的(de)星(xing)歷表(biao)為基(ji)礎(chu),拉普拉斯創造了一(yi)種(zhong)數學的(de)理(li)論來解釋艾(ai)(ai)奧、歐(ou)羅巴、和(he)蓋尼米得的(de)軌道共振(zhen)。這(zhe)種(zhong)共振(zhen)在(zai)日(ri)后發(fa)現對這(zhe)三(san)(san)顆衛星(xing)的(de)地(di)質有深遠(yuan)的(de)影響。
望遠鏡技(ji)術的(de)(de)(de)改進,使(shi)19世(shi)紀(ji)末(mo)20世(shi)紀(ji)初的(de)(de)(de)天文學家有能(neng)力在(zai)(zai)解析(能(neng)看得見)出(chu)在(zai)(zai)艾奧(ao)(ao)上大區域的(de)(de)(de)表面(mian)特點(dian)。在(zai)(zai)1890年(nian)代,巴(ba)納德首(shou)先觀察到艾奧(ao)(ao)的(de)(de)(de)赤道和極(ji)區之(zhi)間在(zai)(zai)光度上的(de)(de)(de)變化,正確的(de)(de)(de)測(ce)量出(chu)這(zhe)兩(liang)個地(di)區的(de)(de)(de)光度變化是(shi)(shi)(shi)(shi)來自顏色(se)和反照(zhao)率(lv)的(de)(de)(de)不同,而(er)不是(shi)(shi)(shi)(shi)因為(wei)艾奧(ao)(ao)呈現卵(luan)型,一(yi)如威廉·皮克林(lin)和他的(de)(de)(de)同伴所(suo)主張的(de)(de)(de),而(er)不是(shi)(shi)(shi)(shi)巴(ba)納德最初所(suo)主張的(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)(shi)兩(liang)個不同的(de)(de)(de)天體。之(zhi)后(hou)的(de)(de)(de)望遠鏡觀測(ce)證實了艾奧(ao)(ao)很明確的(de)(de)(de)在(zai)(zai)極(ji)區是(shi)(shi)(shi)(shi)紅棕(zong)色(se)的(de)(de)(de),而(er)赤道帶是(shi)(shi)(shi)(shi)黃白(bai)色(se)的(de)(de)(de)。
在20世(shi)紀中期的(de)(de)(de)(de)望遠(yuan)鏡觀(guan)測開(kai)始注意到艾(ai)奧(ao)(ao)異常(chang)的(de)(de)(de)(de)本質。分光鏡的(de)(de)(de)(de)觀(guan)測建(jian)議艾(ai)奧(ao)(ao)的(de)(de)(de)(de)表(biao)面沒有水冰(在其它(ta)的(de)(de)(de)(de)伽利略(lve)衛星上被(bei)發(fa)(fa)現含量豐富的(de)(de)(de)(de)物質);同(tong)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)觀(guan)測亦表(biao)面主要(yao)的(de)(de)(de)(de)成分是鈉鹽(yan)和硫磺(huang)。電波望遠(yuan)鏡的(de)(de)(de)(de)觀(guan)測揭露了艾(ai)奧(ao)(ao)對木星的(de)(de)(de)(de)磁層有所影(ying)響,如被(bei)觀(guan)察到的(de)(de)(de)(de)十(shi)米的(de)(de)(de)(de)波長爆發(fa)(fa)與艾(ai)奧(ao)(ao)的(de)(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)周期有關。
通(tong)過艾(ai)奧(ao)附近(jin)的(de)(de)第一(yi)艘航天器(qi)(qi)是先(xian)驅者10號(hao)(hao)和先(xian)驅者11號(hao)(hao)這一(yi)對孿生的(de)(de)航天器(qi)(qi),分(fen)別在(zai)1973年(nian)12月(yue)3日和1974年(nian)12月(yue)2日 [11] 以無線電追蹤提供了艾(ai)奧(ao)質量(liang)的(de)(de)改善估計值(zhi)、與艾(ai)奧(ao)尺寸的(de)(de)最(zui)佳(jia)值(zhi)。認(ren)為艾(ai)奧(ao)是四顆伽利略(lve)衛星中密度(du)最(zui)高的(de)(de),主要是由(you)硅酸(suan)鹽的(de)(de)巖(yan)石組成,而不是水冰組成的(de)(de)。先(xian)驅者號(hao)(hao)也揭露艾(ai)奧(ao)有(you)稀(xi)薄的(de)(de)大(da)氣層,軌道(dao)附近(jin)有(you)強烈的(de)(de)輻(fu)射(she)傳送帶。先(xian)驅者11號(hao)(hao)的(de)(de)照(zhao)(zhao)相機獲(huo)得的(de)(de)唯(wei)一(yi)一(yi)張好的(de)(de)照(zhao)(zhao)片,顯示了艾(ai)奧(ao)的(de)(de)北極地區(qu)。先(xian)驅者10號(hao)(hao)原(yuan)先(xian)計劃在(zai)近(jin)距離的(de)(de)接近(jin)艾(ai)奧(ao)時拍攝照(zhao)(zhao)片,但是這項(xiang)觀測(ce)因為高輻(fu)射(she)的(de)(de)環境而失敗(bai)了。
當另一對航天器旅行者1號和旅行者2號在1979年掠過艾奧,它們更為先進的影像系統可以獲得更好的影像。旅行(xing)者1號(hao)在1979年3月5日從20,600公里(li)飛掠(lve)過(guo)這顆衛星,它傳回在接近(jin)的(de)(de)(de)影像(xiang)顯露很奇怪(guai)、多(duo)彩多(duo)姿卻沒有(you)撞擊(ji)坑的(de)(de)(de)。分辨率最高(gao)的(de)(de)(de)影像(xiang)顯示出相對(dui)年輕的(de)(de)(de)表面點綴著(zhu)其形(xing)怪(guai)狀的(de)(de)(de)凹坑,山比艾佛勒斯峰還(huan)要高(gao),還(huan)有(you)類似(si)熔巖(yan)流的(de)(de)(de)特征。
在短暫(zan)的(de)(de)邂逅之(zhi)后,旅行者工程師琳達(da)·蒙娜碧朵(duo)注意到(dao)在一(yi)(yi)張影像(xiang)中有(you)(you)一(yi)(yi)個流(liu)束(shu)從表(biao)面放射出來。分(fen)析旅行者1號拍(pai)攝的(de)(de)其他影像(xiang)后,總共(gong)找到(dao)9張有(you)(you)這種(zhong)流(liu)束(shu)的(de)(de)照片,證(zheng)實了艾(ai)奧(ao)(ao)有(you)(you)活(huo)躍的(de)(de)火山活(huo)動。在旅行者1號邂逅艾(ai)奧(ao)(ao)之(zhi)前不久,Stan Peale、Patrick Cassen、和(he)R. T. Reynolds曾發表(biao)了一(yi)(yi)篇論(lun)文,作者計(ji)算出因(yin)為歐羅巴和(he)蓋(gai)尼米得的(de)(de)軌道(dao)共(gong)振,艾(ai)奧(ao)(ao)的(de)(de)內部會(hui)有(you)(you)巨大的(de)(de)潮汐(xi)熱化(詳細的(de)(de)過程與解釋請參見潮汐(xi)熱的(de)(de)章節)。來自(zi)這次飛掠的(de)(de)數據顯示艾(ai)奧(ao)(ao)的(de)(de)表(biao)面由(you)硫磺和(he)二氧化硫霜(shuang)控制著(zhu)。這些成分(fen)也掌(zhang)控著(zhu)稀(xi)薄的(de)(de)大氣層和(he)圍(wei)繞著(zhu)艾(ai)奧(ao)(ao)軌道(dao)的(de)(de)等離子體環(huan)(也是(shi)旅行者發現的(de)(de))。
旅(lv)行(xing)者2號(hao)(hao)在(zai)1979年(nian)7月(yue)9日以(yi)113萬公里(702,150英(ying)里)的(de)距離掠過(guo),雖然(ran)他沒有旅(lv)行(xing)者1號(hao)(hao)那(nei)么接近,比較這兩艘(sou)航天器的(de)影(ying)像顯(xian)示(shi)出在(zai)這五個(ge)月(yue)內表面有一(yi)些地(di)區發生了(le)變化。另(ling)一(yi)方(fang)面,旅(lv)行(xing)者2號(hao)(hao)在(zai)離開木星的(de)系統時觀(guan)察到艾奧呈現月(yue)牙型(xing),并顯(xian)示(shi)出在(zai)3月(yue)觀(guan)測(ce)到的(de)9個(ge)流束中(zhong)的(de)8個(ge)依(yi)然(ran)活(huo)躍著,只有裴蕾火山已經熄滅了(le)。
伽利略號航天器從地球出發后經歷了6年的航程,于1995年抵達木星,依循旅行者航天器的發現和地基天文臺多年(nian)的(de)(de)觀測(ce),繼續后續的(de)(de)觀測(ce)。艾(ai)奧的(de)(de)位(wei)置在木星最強烈的(de)(de)一條輻(fu)射帶(dai)之(zhi)內(nei),阻(zu)礙了近距離長時(shi)間飛掠(lve)的(de)(de)觀測(ce),但是(shi)伽(jia)利略主要的(de)(de)任務(wu)就是(shi)研究(jiu)伽(jia)利略衛星,在最初兩年(nian)的(de)(de)任務(wu)中(zhong)軌道(dao)將(jiang)進入并密切(qie)的(de)(de)經過(guo)這些(xie)衛星。在1995年(nian)12月7日飛掠(lve)過(guo)時(shi)雖然沒有獲得影像,但還是(shi)有重大的(de)(de)結果(guo),例如發現(xian)類似于太(tai)陽(yang)系(xi)內(nei)側的(de)(de)巖石行(xing)星的(de)(de)巨(ju)大鐵核(he)。
伽利略號與(yu)艾(ai)奧的邂逅
日期 距離(公里(li))
1995年12月7日 897
1996年11月4日(ri) 244,000
1998年3月29日 252,000
1999年6月30日(ri) 127,000
1999年10月(yue)11日 611
1999年11月26日 301
2000年2月22日 198
2001年8月6日 194
2001年10月(yue)16日 184
2002年(nian)1月17日 102
2002年(nian)11月7日(ri) 45,800
在(zai)伽(jia)(jia)(jia)利(li)(li)略的(de)(de)(de)(de)(de)主要任(ren)務(wu)期間(jian)(jian),盡管缺乏近距(ju)離特寫的(de)(de)(de)(de)(de)鏡頭和(he)(he)機械(xie)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)問題,還是傳(chuan)回(hui)來(lai)了許多的(de)(de)(de)(de)(de)資料,并(bing)且(qie)有一些重大的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)現。伽(jia)(jia)(jia)利(li)(li)略號觀測到(dao)了Pillan火山(shan)(shan)的(de)(de)(de)(de)(de)主要爆發(fa),并(bing)且(qie)證實(shi)火山(shan)(shan)爆發(fa)由硅酸鹽的(de)(de)(de)(de)(de)巖(yan)(yan)等離子(zi)體(ti)和(he)(he)富含鎂的(de)(de)(de)(de)(de)鎂鐵(tie)質和(he)(he)超鎂鐵(tie)質成(cheng)分與(yu)硫(liu)磺(huang)和(he)(he)二氧化硫(liu)組成(cheng),類似于地球上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)水和(he)(he)二氧化碳(tan)所扮演(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)角(jiao)色。在(zai)任(ren)務(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)主要期間(jian)(jian),幾(ji)乎每一條軌(gui)道(dao)都(dou)獲得(de)了艾奧遠(yuan)距(ju)離的(de)(de)(de)(de)(de)影像(xiang),顯露很(hen)大數量的(de)(de)(de)(de)(de)火山(shan)(shan)活動(來(lai)自表面和(he)(he)火山(shan)(shan)流束兩者(zhe)的(de)(de)(de)(de)(de)巖(yan)(yan)等離子(zi)體(ti)冷卻(que)時都(dou)散發(fa)出(chu)輻(fu)射熱),眾(zhong)多的(de)(de)(de)(de)(de)山(shan)(shan)和(he)(he)廣泛的(de)(de)(de)(de)(de)型態學(xue)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)變化,還有在(zai)旅行者(zhe)和(he)(he)伽(jia)(jia)(jia)利(li)(li)略的(de)(de)(de)(de)(de)年代(dai)之間(jian)(jian),以及伽(jia)(jia)(jia)利(li)(li)略不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)期間(jian)(jian),在(zai)表面發(fa)生的(de)(de)(de)(de)(de)變化。
伽利(li)略號(hao)的(de)(de)(de)(de)任(ren)務在(zai)(zai)1997和(he)2000年(nian)(nian)兩(liang)度的(de)(de)(de)(de)延展,在(zai)(zai)這(zhe)(zhe)些延長任(ren)務的(de)(de)(de)(de)期間(jian),航(hang)天(tian)器在(zai)(zai)1999年(nian)(nian)末至2000年(nian)(nian)初(chu),三(san)度飛越(yue)艾奧;在(zai)(zai)2001年(nian)(nian)末至2002年(nian)(nian)初(chu)又再三(san)度飛越(yue)。在(zai)(zai)這(zhe)(zhe)些遭遇時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)觀察(cha)透露了艾奧的(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)山(shan)和(he)山(shan)的(de)(de)(de)(de)地質過程(cheng),排除(chu)了磁場的(de)(de)(de)(de)出現,并(bing)且證(zheng)實(shi)了火(huo)(huo)山(shan)運(yun)動的(de)(de)(de)(de)程(cheng)度 [17] 。在(zai)(zai)2000年(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)12月,卡西尼(ni)航(hang)天(tian)器在(zai)(zai)前往土星的(de)(de)(de)(de)路(lu)程(cheng)上與木星系統(tong)有(you)過短(duan)暫(zan)的(de)(de)(de)(de)邂逅(hou),與伽利(li)略號(hao)聯合(he)一(yi)起觀測。這(zhe)(zhe)次的(de)(de)(de)(de)觀測在(zai)(zai)特瓦史(shi)塔火(huo)(huo)山(shan)口發現了一(yi)個新(xin)的(de)(de)(de)(de)流(liu)束和(he)證(zheng)實(shi)觀察(cha)到了艾奧的(de)(de)(de)(de)極光。
在伽利略(lve)號之后的(de)(de)2003年9月,火(huo)熱的(de)(de)困境出現在木(mu)星的(de)(de)大氣層,地基的(de)(de)望(wang)(wang)遠鏡(jing)觀測到(dao)艾(ai)奧有新的(de)(de)火(huo)山活動。特別是,來自(zi)夏威夷(yi)凱克望(wang)(wang)遠鏡(jing)的(de)(de)自(zi)適應光(guang)學所獲(huo)取的(de)(de)影(ying)像,和哈(ha)勃(bo)空間望(wang)(wang)遠鏡(jing)允許天(tian)文學家監測艾(ai)奧的(de)(de)火(huo)山活動。這些(xie)影(ying)像使得(de)科學家不需要用到(dao)航天(tian)器就能監測艾(ai)奧的(de)(de)火(huo)山活動。
前往(wang)冥(ming)王星和柯(ke)伊伯帶的(de)航天器(qi)新視野號(hao)在(zai)2007年2月28日(ri)在(zai)路途(tu)中接近(jin)木星和艾奧。在(zai)接近(jin)木衛一(yi)期間,它獲得許(xu)多艾奧的(de)遠距離觀測(ce)資料,包括特瓦史塔(ta)火(huo)山(shan)口的(de)巨(ju)大(da)流束,證實了是自(zi)從1979年在(zai)艾奧觀測(ce)到裴蕾火(huo)山(shan)的(de)第一(yi)個流束以來最大(da)的(de)。新視野號(hao)也捕(bu)捉到Girru Patera在(zai)接近(jin)與(yu)進(jin)入早期噴(pen)發(fa)前的(de)影樣,還有一(yi)些在(zai)伽利略號(hao)就已經觀察到噴(pen)發(fa)的(de)火(huo)山(shan)。
目前有兩個(ge)探測木(mu)星系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)計劃(hua)(hua)(hua)即將執行。朱諾(nuo)號航(hang)天(tian)(tian)器在(zai)2011年(nian)(nian)(nian)發(fa)射(she),影像的(de)(de)(de)(de)(de)能力雖然受到限制(zhi),但(dan)它(ta)可以使用(yong)近(jin)紅外(wai)線分(fen)光儀(JIRAM)提供艾(ai)(ai)(ai)(ai)奧(ao)(ao)的(de)(de)(de)(de)(de)火(huo)山活動。歐羅巴木(mu)星系(xi)(xi)統(tong)任務(EJSM)是NASA和(he)ESA合作的(de)(de)(de)(de)(de)計劃(hua)(hua)(hua),它(ta)已(yi)在(zai)2009年(nian)(nian)(nian)2月獲(huo)得(de)核(he)準(zhun)(zhun),但(dan)發(fa)射(she)的(de)(de)(de)(de)(de)預定日期(qi)在(zai)2020年(nian)(nian)(nian),將使用(yong)二艘航(hang)天(tian)(tian)器研究艾(ai)(ai)(ai)(ai)奧(ao)(ao):NASA的(de)(de)(de)(de)(de)木(mu)星歐羅巴軌道者(zhe)和(he)ESA的(de)(de)(de)(de)(de)木(mu)星蓋尼米得(de)軌道者(zhe)。因為(wei)這兩艘航(hang)天(tian)(tian)器的(de)(de)(de)(de)(de)主要任務是研究木(mu)星的(de)(de)(de)(de)(de)冰衛星,所以對(dui)艾(ai)(ai)(ai)(ai)奧(ao)(ao)的(de)(de)(de)(de)(de)觀察幾(ji)(ji)乎都是在(zai)比較遠的(de)(de)(de)(de)(de)距離上(shang),木(mu)星歐羅巴軌道者(zhe)在(zai)進入環繞歐羅巴的(de)(de)(de)(de)(de)軌道之(zhi)前,在(zai)2025年(nian)(nian)(nian)和(he)2026年(nian)(nian)(nian)之(zhi)間將四度接近(jin)與飛掠(lve)過艾(ai)(ai)(ai)(ai)奧(ao)(ao),但(dan)是ESA的(de)(de)(de)(de)(de)貢獻仍將面對(dui)ESA其(qi)他項目在(zai)經費上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)競爭。除了NASA已(yi)經批準(zhun)(zhun)的(de)(de)(de)(de)(de)這兩個(ge)計劃(hua)(hua)(hua)之(zhi)外(wai),還有幾(ji)(ji)個(ge)與艾(ai)(ai)(ai)(ai)奧(ao)(ao)相關的(de)(de)(de)(de)(de)計劃(hua)(hua)(hua)被提出。一個(ge)稱為(wei)艾(ai)(ai)(ai)(ai)奧(ao)(ao)火(huo)山觀測者(zhe)的(de)(de)(de)(de)(de)計劃(hua)(hua)(hua)將在(zai)2015年(nian)(nian)(nian)發(fa)射(she),它(ta)設(she)定為(wei)發(fa)現級的(de)(de)(de)(de)(de)任務,并(bing)將多次飛越艾(ai)(ai)(ai)(ai)奧(ao)(ao),但(dan)這個(ge)計劃(hua)(hua)(hua)仍在(zai)概念研究的(de)(de)(de)(de)(de)階段。
木(mu)星(xing)(xing)衛(wei)星(xing)(xing)數目現已高達63顆(ke),其中最大(da)的四顆(ke):木(mu)衛(wei)一、木(mu)衛(wei)二、木(mu)衛(wei)三和木(mu)衛(wei)四最為著名,早在1610年,伽利略便已通(tong)過他的望遠(yuan)鏡(jing)觀測到這四顆(ke)衛(wei)星(xing)(xing),并以之證明并非所有的天體都繞地(di)球(qiu)運行(xing),成(cheng)為“日(ri)心說(地(di)動說)”的最佳證據之一,因此天文上以“伽利略衛(wei)星(xing)(xing)”稱呼這四顆(ke)木(mu)星(xing)(xing)的大(da)衛(wei)星(xing)(xing)。
旅行者號宇(yu)宙(zhou)飛船(chuan)約(yue)在20幾年前掠(lve)過木(mu)(mu)(mu)星(xing)附近時,觀測到木(mu)(mu)(mu)衛(wei)一(yi)(yi)(yi)的(de)表面(mian)(mian)(mian)有非(fei)常活(huo)躍的(de)火(huo)(huo)山(shan)活(huo)動,地面(mian)(mian)(mian)科學家持(chi)續監測木(mu)(mu)(mu)衛(wei)一(yi)(yi)(yi),結果發現它是(shi)太陽(yang)(yang)系(xi)中(zhong)(zhong)火(huo)(huo)山(shan)活(huo)動最頻繁的(de)天體。而前幾年才(cai)剛功成(cheng)身退的(de)“伽利略”號宇(yu)宙(zhou)飛船(chuan)則發現木(mu)(mu)(mu)衛(wei)一(yi)(yi)(yi)表面(mian)(mian)(mian)的(de)火(huo)(huo)山(shan)熱點溫(wen)度(du)高達攝氏1610度(du)左右(you),相較之下,地球(qiu)上的(de)火(huo)(huo)山(shan)(如夏威夷的(de)幾勞亞火(huo)(huo)山(shan)等(deng))只有攝氏1000度(du)左右(you),頓時使木(mu)(mu)(mu)衛(wei)一(yi)(yi)(yi)成(cheng)為太陽(yang)(yang)系(xi)中(zhong)(zhong)表面(mian)(mian)(mian)溫(wen)度(du)僅次于太陽(yang)(yang)的(de)天體(太陽(yang)(yang)表面(mian)(mian)(mian)溫(wen)度(du)約(yue)5700度(du)左右(you))。已(yi)知木(mu)(mu)(mu)衛(wei)一(yi)(yi)(yi)表面(mian)(mian)(mian)有超過100座(zuo)的(de)火(huo)(huo)山(shan),并證實木(mu)(mu)(mu)衛(wei)一(yi)(yi)(yi)的(de)火(huo)(huo)山(shan)活(huo)動頻率高達地球(qiu)的(de)30倍以(yi)上。天文學家認為:木(mu)(mu)(mu)衛(wei)一(yi)(yi)(yi)的(de)火(huo)(huo)山(shan)之所以(yi)如此活(huo)躍,原(yuan)因在于它是(shi)四顆中(zhong)(zhong)最接(jie)近木(mu)(mu)(mu)星(xing)的(de)一(yi)(yi)(yi)個,受到木(mu)(mu)(mu)星(xing)強大的(de)潮汐力和磁場影響非(fei)常嚴重(zhong)。
美國華盛(sheng)頓(dun)大學行星科學家利用計算機仿真木(mu)衛一(yi)表面(mian)火山爆(bao)發(fa)(fa)的(de)情形,結果顯(xian)示木(mu)衛一(yi)表面(mian)的(de)熔巖溫(wen)度(du)之高,使其(qi)中(zhong)所含有的(de)鈉、鉀(jia)、硅、鐵等都(dou)被蒸發(fa)(fa)成(cheng)(cheng)氣體,有部分(fen)(fen)變成(cheng)(cheng)單原子氣體,有部分(fen)(fen)則維持分(fen)(fen)子狀(zhuang)態,如一(yi)氧化硅、二氧化硅、一(yi)氧化鐵等,成(cheng)(cheng)為木(mu)衛一(yi)大氣層的(de)一(yi)部份。科學家們曾在2000年時提(ti)出預測:這(zhe)些(xie)被蒸發(fa)(fa)的(de)巖石成(cheng)(cheng)分(fen)(fen),與(yu)火山氣體中(zhong)的(de)硫(liu)或氯等交互(hu)作用之后,可能產生(sheng)一(yi)些(xie)罕(han)見的(de)氣體,如氯化鈉、氯化鉀(jia)、二氯化鎂、二氯化鐵等。
天(tian)(tian)文(wen)學家在(zai)2003年時真的(de)(de)在(zai)木(mu)衛一表面(mian)發現(xian)(xian)氯(lv)化(hua)鈉氣(qi)(qi)體(ti)成(cheng)分,但(dan)因觀測(ce)(ce)(ce)結果靈敏度不足(zu),無法偵(zhen)測(ce)(ce)(ce)出氯(lv)化(hua)鉀氣(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)存在(zai)。如今,科學家們利(li)用(yong)伽利(li)略(lve)衛星的(de)(de)觀測(ce)(ce)(ce)資料,配合(he)他(ta)們的(de)(de)地面(mian)望遠鏡觀測(ce)(ce)(ce)結果,分析后發現(xian)(xian):木(mu)衛一表面(mian)熾熱熔巖中鈉和(he)鉀,正在(zai)蒸發成(cheng)氣(qi)(qi)體(ti)進入大氣(qi)(qi)中。此(ci)外(wai)他(ta)們還發現(xian)(xian)一氧(yang)(yang)化(hua)硅則是熔巖中硅類(lei)氣(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)主(zhu)(zhu)要成(cheng)分;由于天(tian)(tian)文(wen)學家在(zai)太空(kong)中已(yi)觀測(ce)(ce)(ce)到(dao)一氧(yang)(yang)化(hua)硅的(de)(de)存在(zai),尤(you)其是表面(mian)溫度較冷的(de)(de)恒星大氣(qi)(qi)中,因此(ci)使得木(mu)衛一表面(mian)一氧(yang)(yang)化(hua)硅的(de)(de)發現(xian)(xian)顯得格外(wai)引人注目,他(ta)們還希望能在(zai)火山噴出的(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti)中直接偵(zhen)測(ce)(ce)(ce)到(dao)一氧(yang)(yang)化(hua)硅氣(qi)(qi)體(ti)。相關研究(jiu)成(cheng)果發表在(zai)2004年5月份的(de)(de)《伊(yi)卡魯斯(si)》雜志(zhi)中(行(xing)星科學的(de)(de)主(zhu)(zhu)要刊物)。
是太陽系最熾(chi)熱的(de)衛星
2004年(nian),天文學(xue)家們(men)研究發現,太陽系內(除(chu)太陽外)最(zui)(zui)熾(chi)熱的(de)星(xing)(xing)(xing)體并不是(shi)(shi)人們(men)一(yi)(yi)貫認為的(de)距離(li)太陽最(zui)(zui)近的(de)行星(xing)(xing)(xing)水(shui)星(xing)(xing)(xing)和金(jin)星(xing)(xing)(xing),而(er)是(shi)(shi)木星(xing)(xing)(xing)的(de)衛星(xing)(xing)(xing)木衛一(yi)(yi)(木星(xing)(xing)(xing)最(zui)(zui)明亮(liang)的(de)四顆衛星(xing)(xing)(xing)之一(yi)(yi),400年(nian)前由(you)伽利略最(zui)(zui)先發現)。
當然(ran),使(shi)得(de)木衛(wei)一有如此之高的(de)溫度并不是太陽(yang)輻(fu)射(she)的(de)功勞(lao),而是它內部劇(ju)烈火(huo)山(shan)活動(dong)的(de)結果。在(zai)(zai)太陽(yang)系內部,再沒(mei)有任何其它行星(xing)或衛(wei)星(xing)能(neng)與(yu)木衛(wei)一在(zai)(zai)火(huo)山(shan)數量上相(xiang)媲美。
天文學家們首次發現木(mu)衛(wei)(wei)一(yi)上強烈的(de)火山(shan)活(huo)動(dong)是在20多年(nian)前(qian),當時美國的(de)“旅行(xing)者”號(hao)星際探測(ce)器曾給木(mu)衛(wei)(wei)一(yi)拍(pai)攝了(le)一(yi)系(xi)列(lie)照(zhao)(zhao)片。此后(hou),在木(mu)星附近(jin)工作(zuo)了(le)約8年(nian)的(de)“伽利(li)略”號(hao)探測(ce)器還為(wei)(wei)這顆熾熱的(de)衛(wei)(wei)星進(jin)行(xing)了(le)近(jin)距離拍(pai)照(zhao)(zhao)。正是以這些(xie)照(zhao)(zhao)片為(wei)(wei)依據科學家們確定(ding)了(le)木(mu)衛(wei)(wei)一(yi)上有著非常劇(ju)烈的(de)火山(shan)活(huo)動(dong),其(qi)表面溫度可達1610攝氏(shi)度。
來自圣路(lu)易(yi)斯華盛頓(dun)大學的(de)研究人員對木衛一(yi)上的(de)火(huo)山(shan)(shan)噴(pen)發(fa)進行的(de)計算機模擬實驗顯示,木衛一(yi)火(huo)山(shan)(shan)爆發(fa)噴(pen)射出的(de)熔(rong)巖(yan)能(neng)夠將(jiang)其表(biao)面的(de)鈉(na)(na)、鉀、硅、鐵(tie)等(deng)物(wu)質及(ji)其化(hua)(hua)合(he)物(wu)熔(rong)化(hua)(hua)并(bing)蒸發(fa)到大氣(qi)中。這些物(wu)質的(de)氣(qi)化(hua)(hua)物(wu)與(yu)火(huo)山(shan)(shan)巖(yan)氣(qi)體(ti)(含亞硫化(hua)(hua)物(wu)及(ji)氯化(hua)(hua)物(wu))發(fa)生(sheng)反(fan)應便形成了(le)木衛一(yi)大氣(qi)特有(you)的(de)組(zu)成成份:鈉(na)(na)和鉀的(de)氯化(hua)(hua)物(wu)以(yi)及(ji)鎂和鐵(tie)的(de)二氯化(hua)(hua)物(wu)。
氣態(tai)氯化(hua)鈉在木衛一上已經找到,就條件來看,要找到氣態(tai)氯化(hua)鉀(jia)我們(men)的(de)探測器的(de)靈敏度還需要加以改進。
盡(jin)管科學(xue)(xue)家(jia)們(men)已經獲取了有(you)關木衛一(yi)(yi)的(de)(de)(de)許多(duo)資(zi)料,但憑這些(xie)資(zi)料還遠(yuan)遠(yuan)不(bu)能讓科學(xue)(xue)家(jia)們(men)揭開(kai)木衛一(yi)(yi)神秘的(de)(de)(de)面紗(sha):這顆(ke)大小(xiao)僅與月球相當的(de)(de)(de)衛星(xing)如何保持如此之高(gao)的(de)(de)(de)巖(yan)(yan)漿溫度(du)?如此高(gao)溫的(de)(de)(de)巖(yan)(yan)漿卻(que)為何熔化不(bu)了其周(zhou)圍的(de)(de)(de)巖(yan)(yan)石?它的(de)(de)(de)巖(yan)(yan)石圈(包括地殼和地幔上部)到底有(you)多(duo)厚多(duo)堅固?如果它上面有(you)山,其高(gao)度(du)會(hui)不(bu)會(hui)賽過珠穆朗瑪(ma)峰?當然,要解開(kai)這一(yi)(yi)系列的(de)(de)(de)疑(yi)惑尚需要天文學(xue)(xue)家(jia)們(men)持續(xu)不(bu)斷(duan)的(de)(de)(de)努(nu)力(li)。 [22]
科學家(jia)研(yan)究發(fa)現太陽(yang)系最活(huo)躍的火山即將爆發(fa),而火山爆發(fa)活(huo)動(dong)頻(pin)繁的木衛在未來的某一天(tian)將可(ke)能休眠。
此前(qian),離(li)木星(xing)距離(li)最近一(yi)顆大(da)衛(wei)星(xing)木衛(wei)一(yi)已多次出現(xian)火(huo)山爆(bao)發(fa)活動,其(qi)表(biao)層被火(huo)山灰覆(fu)蓋(gai),其(qi)表(biao)面還有數十個活火(huo)山。而(er)木衛(wei)一(yi)的(de)大(da)小和月亮差(cha)不(bu)(bu)多。科學家(jia)介紹稱,木衛(wei)一(yi)表(biao)面火(huo)山運(yun)功頻繁的(de)原因是木星(xing)與(yu)其(qi)另外(wai)三個衛(wei)星(xing)引力(li)的(de)共(gong)同影響。因為木星(xing)與(yu)其(qi)衛(wei)星(xing)的(de)引力(li)引發(fa)了(le)木衛(wei)一(yi)表(biao)面不(bu)(bu)同地區的(de)引力(li)變化(hua),造(zao)成不(bu)(bu)同地區的(de)拉伸和地殼變化(hua)。
這(zhe)種(zhong)引力的拉伸,造成(cheng)木衛一(yi)表面(mian)每隔10米就會(hui)發生向上和向下的運動,因(yin)此引發了(le)地殼(ke)的劇烈活動。法國(guo)巴黎天(tian)文臺(tai)經過(guo)長時間的觀測(ce)和研究,已經證(zheng)實了(le)這(zhe)種(zhong)火山頻繁活動的原因(yin)。
科學家稱,最讓人震驚的是,如果這種運動(dong)過于(yu)(yu)激烈,將會(hui)使附近的(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)進入(ru)一個(ge)圓形(xing)軌道(dao)(dao),而不是此前的(de)(de)橢圓形(xing)軌道(dao)(dao),那么(me)太陽(yang)系(xi)的(de)(de)規律將會(hui)發生(sheng)重大(da)變化(hua)。實際上(shang),科(ke)(ke)學家結合1891年就開(kai)始對木衛(wei)(wei)(wei)一的(de)(de)觀測(ce)數(shu)據(ju),已經發現了(le)這種細微(wei)的(de)(de)變化(hua)。加州大(da)學的(de)(de)舒伯(bo)特(te)教授認為,一旦木衛(wei)(wei)(wei)一處于(yu)(yu)休眠狀(zhuang)態,那么(me)木星(xing)的(de)(de)軌道(dao)(dao)也會(hui)發生(sheng)變化(hua),從而使得衛(wei)(wei)(wei)星(xing)的(de)(de)軌道(dao)(dao)發生(sheng)變化(hua)。科(ke)(ke)學家們把相關(guan)的(de)(de)研究數(shu)據(ju)發表在了(le)《自然》雜志上(shang)。
2014年3月科學家發現木衛一噴出(chu)近300公里(li)高噴流。
2014年8月7日,美國宇航局網站報道,在2013年8月份的(de)(de)兩個星(xing)期時間內,木星(xing)4顆伽(jia)利略衛星(xing)之(zhi)一的(de)(de)木衛一上(shang)連續發生(sheng)了三次大規模的(de)(de)火山噴發事件(jian)。
2016年5月16日(ri)《自然地球科學(xue)》網絡版上,來(lai)自美(mei)國(guo)地質勘探局天文(wen)科學(xue)中心的(de)(de)(de)(de)科學(xue)家McKinnon和Michael T. Bland發表了一篇關(guan)于(yu)計(ji)算(suan)機模(mo)型(xing)的(de)(de)(de)(de)文(wen)章,該計(ji)算(suan)機模(mo)型(xing)能夠構建數字化(hua)的(de)(de)(de)(de)模(mo)擬高山。McKinnon稱行星研(yan)究學(xue)者們(men)認為(wei),木衛(wei)一上的(de)(de)(de)(de)高山也(ye)許是由(you)(you)于(yu)它(ta)持續的(de)(de)(de)(de)火(huo)山噴發造成巖漿遍布整個星球而形成的(de)(de)(de)(de),噴涌(yong)到(dao)木衛(wei)一表面的(de)(de)(de)(de)巖漿有向(xiang)下(xia)流動的(de)(de)(de)(de)趨勢。由(you)(you)于(yu)木衛(wei)一是一個球體,在它(ta)向(xiang)下(xia)流動的(de)(de)(de)(de)過程(cheng)中,受到(dao)壓(ya)力的(de)(de)(de)(de)作用(yong)從而增(zeng)加縱(zong)向(xiang)深度。
McKinnon表示,這也許能解釋為(wei)什么在(zai)高(gao)山旁常(chang)有最近噴(pen)(pen)發(fa)(fa)的(de)巖(yan)(yan)漿。地(di)殼(ke)(ke)深(shen)處(chu)的(de)壓(ya)力(li)強度非常(chang)大,當裂(lie)縫延伸至地(di)表,壓(ya)力(li)得(de)到釋放,整個斷層的(de)壓(ya)力(li)環境也隨之改變,為(wei)巖(yan)(yan)漿噴(pen)(pen)發(fa)(fa)提(ti)供了通道。它還(huan)能解釋木衛一(yi)上的(de)一(yi)個不(bu)起眼(yan)的(de)特征(zheng):高(gao)山與火(huo)山的(de)反關聯性(xing)。不(bu)僅是因為(wei)逐(zhu)漸變重(zhong)的(de)巖(yan)(yan)漿使得(de)地(di)殼(ke)(ke)深(shen)處(chu)壓(ya)力(li)增(zeng)(zeng)強,也因為(wei)溫(wen)度在(zai)逐(zhu)漸升高(gao)。高(gao)溫(wen)使巖(yan)(yan)石逐(zhu)漸膨脹,但(dan)由(you)于空間不(bu)足(zu),又再次處(chu)于壓(ya)縮(suo)環境之中(zhong)。只要火(huo)山持續噴(pen)(pen)發(fa)(fa),會帶走熱(re)量,使得(de)熱(re)應力(li)變低,減少形成(cheng)高(gao)山的(de)可(ke)能性(xing)。但(dan)一(yi)旦噴(pen)(pen)發(fa)(fa)結束(shu),地(di)殼(ke)(ke)又重(zhong)新變熱(re),熱(re)應力(li)增(zeng)(zeng)強,形成(cheng)高(gao)山的(de)可(ke)能性(xing)又增(zeng)(zeng)加了。
美(mei)國國家航(hang)空航(hang)天局(NASA)計劃2026年向(xiang)木(mu)衛(wei)一(yi)發射“伊娥火山(shan)觀測器”(IVO),2031年到達木(mu)衛(wei)一(yi)。它將收集更(geng)多數(shu)據,以便科學家更(geng)好地了(le)解木(mu)衛(wei)一(yi)的潮汐加熱和火山(shan)活動。
木(mu)衛(wei)一(yi)的內部(bu)在亞瑟·克拉克的小說《2010太空(kong)漫游》(2010: Odyssey Two, 1984年作(zuo)品)中,提及發現號太空(kong)船對木(mu)衛(wei)一(yi)進行觀測,其船身被火山所(suo)噴出的硫磺所(suo)覆(fu)蓋。
在(zai)電視連續劇《巴比倫五(wu)號》(Babylon 5)中,木衛一(yi)是其殖民地之(zhi)一(yi)。
在漫畫機動戰士海盜鋼(gang)彈中,木(mu)衛(wei)一(作品中稱為[伊奧])是(shi)木(mu)星(xing)帝國的根據地的消息被泄漏給十(shi)字先驅者軍,因此十(shi)字先驅者軍決定向伊奧突(tu)擊。