来自阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列（ALMA）的新无线电图像，首次显示了火山活动对木星卫星Io[木卫一（Io)]大气的直接影响。

图注：在无线电（ALMA）和光学光（Voyager1和伽利略）中显示木星的木卫一（Io)的合成图像。木卫一（Io)的ALMA图像首次显示二氧化硫（黄色）从火山上升。木星在背景中可见（哈勃）。

木卫一（Io)是我们太阳系中火山活动最活跃的。木卫一（Io)拥有400多个活火山，喷出的硫磺气体凝结在木卫一（Io)表面时会呈现出黄白色、橙红色。

尽管木卫一（Io)大气非常薄（比地球大气层薄约十亿倍），但木卫一（Io)的大气层可以使我们了解木卫一（Io)的火山活动，并为我们提供了通向木卫一（Io)内部以及其多彩地壳下方正在发生的情况的窗口。

先前的研究表明，木卫一（Io)的大气主要由二氧化硫气体主导，而二氧化硫气体最终来自火山活动。“但是，尚不清楚哪个过程驱动木卫一（Io)大气的动力学。”加利福尼亚大学伯克利分校的伊克·德·帕特说，“是火山活动，还是木卫一（Io)在阳光下从冰面升华（从固态转变为气态）的气体？”

为了区分引起木卫一（Io)大气的不同过程，一个天 学家团队使用阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列（ALMA）拍摄了该卫星从木星的阴影中穿出（它们称为“月食”）的快照。

“当木卫一（Io)进入木星的阴影中，并且没有阳光直射时，它对于二氧化硫气体来说太冷了，并且凝结在木卫一（Io)表面上。在此期间，我们只能看到火山源的二氧化硫。火山活动影响了大部分大气。”纽约哥伦比亚大学的StatiaLuszcz-Cook解释说。

得益于阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列（ALMA）出色的分辨率和灵敏性，天 学家们第一次可以清楚地看到二氧化硫（SO2）和一氧化硫（SO）的羽状物从火山中升起。根据快照，他们计算出活火山直接产生木卫一（Io)大气的30-50％。

阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列（ALMA）图像还显示出有第三种气体从火山喷出：氯化钾（KCl）。“我们在看不见SO2或SO的火山区看到了氯化钾。”Luszcz-Cook说，“有力的证据表明，在不同的火山下，岩浆储层是不同的。”

由于称为潮汐加热的过程，木卫一（Io)具有火山活性。木卫一（Io)绕着不圆的轨道运行木星，就像我们的月球总是面对地球的同一侧一样，木卫一（Io)的同一侧也总是面对木星。木星其他卫星欧罗巴和木卫三的引力引起巨大的内部摩擦和热量，产生了诸如洛基·帕特雷（LokiPatera）之类的火山，横跨200多公里（124英里）。Luszcz-Cook补充说：“通过研究木卫一（Io)的大气和火山活动，我们不仅了解了火山本身，而且还了解了潮汐加热过程和木卫一（Io)的内部。”

木卫一（Io)较低大气层的温度仍然是一个未知数。在未来的研究中，天 学家希望用ALMA对此进行测量。“为了测量木卫一（Io)大气的温度，我们需要在观测中获得更高的分辨率，这需要我们观察更长的时间。我们只能在木卫一（Io)阳光充足的情况下这样做，因为它不会花费太多时间日食，”帕特雷说，“在进行这样的观察时，木卫一（Io)将会旋转数十度。我们将需要使用可帮助我们制作未拖影图像的软件。我们以前已经使用ALMA和甚大阵列（VLA）制作的木星无线电图像进行了此操作。