木星的卫星木卫一可能从它最初形成以来，数十亿年来一直被火山喷发不断重塑。
io是最 火山活跃 太阳系中的一个天体，从地球上可以看到它的许多火山喷出硫磺物质的羽流。 天文学家知道，目前这种情况是由所谓的潮汐加热驱动的，因为木星和附近卫星的引力使木卫一变形，但尚不清楚这种情况是否总是如此，或者是否有过平静的过去。
现在， 凯瑟琳·德克勒 加州理工学院的她和她的同事发现，木卫一在其几乎整个历史中可能一直在喷发熔岩。 他们通过测量其大气中硫的两种同位素的比率来做到这一点。
硫最常见的稳定形式每个原子含有 16 个质子和 16 个中子，但更重的稳定形式（称为 sulfur-34）有两个额外的中子。 在木卫一上，火山不断地将两种同位素喷入其大气层和表面。 当月球绕木星运行时，其大气层的最顶层含有更多较轻的硫原子，这些层会消失到太空中，从而改变了这些同位素的比例。
德克勒和她的同事利用位于智利的一组射电望远镜阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）的观测结果来测量木卫一大气中的比率。 然后，通过对木卫一每年可能损失多少硫进行建模，研究小组可以回溯找出木卫一的硫比例何时与太阳系其他部分相似。 尽管他们无法确切地说出它的火山活动持续了多长时间，但它似乎已经喷发了 2.5 至 40 亿年。
由于木卫一的火山活动是由木星及其其他卫星（如木卫二和木卫三）的潮汐加热造成的，因此这些结果也可以用来推断数十亿年前木星系统的排列。 “木卫一火山活动的寿命直接反映了这种轨道结构存在的时间有多长，”德克莱尔说。
如果木卫一数十亿年来始终处于火山状态，那么这也意味着它将多次回收其更深的地质层，说 莱昂内尔·威尔逊 在英国兰卡斯特大学。
他说，这提供了一个难得的机会，可以通过对喷出的物质进行采样来了解木卫一深层的化学组成，例如位于其外壳下方的地幔。 威尔逊说：“如果这些火山在整个太阳系历史中一直在喷发，那么就可以安全地观察喷发物的成分，并知道这实际上是整个木卫一地幔的快照。”
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2024-04-18 14:00:45
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