探测木卫一 SO2 与 NaCl 大气瞬时变化的尝试
地球与行星天体物理
2020-06-19 v1
摘要
木卫一的大气主要由 SO2 组成，由火山脱气与升华共同维持。大气的流失是木星巨大磁层的主要质量来源。以往研究将木卫一环境及木星磁层中的多种瞬变现象归因于大气质量流失的突变为火山活动变化所触发。由于火山羽流中的气体并不直接逃逸，此类因果关联需要由火山引发的瞬时大气丰度变化，而迄今从未被观测到。本文报道利用 IRAM NOEMA 干涉仪获得的四次大气 SO2 与 NaCl 观测。这些观测与火山热点的测量以及木卫一的中性与等离子体环境进行比较。我们发现木卫一大气中 NaCl 柱密度稳定。2016 年 12 月推导的 SO2 柱密度较 2017 年 3 月至 4 月时段低约 30%。2016 年 12 月至 2017 年 3 月 SO2 的增加可能与 2017 年春季多处观测到的火山活动增强有关，但火山示踪气体 NaCl 的稳定性及由此导致的 NaCl/SO2 比下降并不支持这一解释。在 SO2 丰度增加时段观测到的硫离子环与 Na 中性云的变暗，反而暗示质量加载减少。Na 亮度变暗与大气 NaCl 稳定进一步质疑了早先提出的钠云与 Loki Patara 热点活动（该时段显著增加）的正相关。木卫一环境整体似乎处于宁静状态，无法得出进一步结论。仅木星极光形态经历了数次短期变化，显然与木卫一的宁静环境或相对稳定的大气无关。
引用
@article{arxiv.2006.10193,
title = {An attempt to detect transient changes in Io's SO2 and NaCl atmosphere},
author = {L. Roth and J. Boissier and A. Moullet and A. Sanchez-Monge and K. de Kleer and M. Yoneda and R. Hikida and H. Kita and F. Tsuchiya and A. Blcker and G. R. Gladstone and D. Grodent and N. Ivchenko and E. Lellouch and K. Retherford and J. Saur and P. Schilke D. Strobel and S. Thorwirth},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.10193},
year = {2020}
}
备注
19 pages, 3 figures. Paper published in Icarus. Abstract in arXiv slightly modified with respect to the published version