ALMA 对木卫一进入和走出掩食的观测

我们展示了由 ALMA [阿塔卡马大型(亚)毫米波阵列] 数据构建的 1-mm 观测，针对 2018 年 3 月 20 日木卫一从日光进入掩食，以及 2018 年 9 月 2 日和 11 日反向过程时的 SO$_2$、SO 和 KCl。在 3 月 20 日和 9 月 2 日有明显的火山羽流证据。羽流使谱线轮廓畸变，导致高速($\gtrsim$500 m/s)翼，以及谱线轮廓中的红/蓝移肩。在掩食进入期间，SO$_2$ 通量密度呈指数下降，而当重新出现在日光中时大气以线性方式重建，并在约 $\sim$10 分钟后出现“掩食后增亮”。虽然 SO 在掩食中的减少和日光中的增加都比 SO$_2$ 更平缓，但 SO 毕竟发生了减少，这一事实表明表面自反应重要且迅速，且日光中 SO$_2$ 的光解作用是 SO 的主要来源。盘积分的日光中 SO$_2$ 通量密度比掩食中高约 2–3 倍，表明火山源对大气的贡献约为 30–50%。典型的柱密度和温度为 $N \approx (1.5 \pm 0.3) \times 10^{16}$ cm$^{-2}$ 和 $T \approx 220-320$ K，无论在日光中还是掩食中均如此，而气体的覆盖分数在掩食中比日光中低 2–3 倍。掩食期间存在的低水平 SO$_2$ 发射可能源自隐形火山活动，或证明存在一层不可凝气体防止 SO$_2$ 大气完全坍缩。不同火山岩浆房中的熔体成分必定不同，以解释 Ulgen Patera 上方 SO 和 SO$_2$ 缺失但 KCl 同时存在的现象。