Io 上火山 SO 气体在高光谱分辨率下的发射

木卫一（Io）拥有动态大气，持续被剥离并通过霜升华与火山排气补充。我们观测到 1.707 $\mu$m 处一条发射带，认为由火山口直接喷出的热 SO 分子产生；观测使用 Keck II 望远镜上 NIRSPEC 仪器，在 2012–2016 年三个夜晚 Io 处于木星阴影中时进行，其中两次观测光谱分辨率比该带所有先前观测高 10 倍。这些高分辨率光谱揭示 SO 发射来自高、低转动温度两类气体储库的贡献。de Pater 等（2002）偏好的 SO 气体来源情景——激发态 SO 的火山直接发射——若局地气体密度高至转动能在激发电子态自发衰变前经碰撞损失，则与这两温度分量一致。此情景下所需体大气气体密度与表面压强为 $n\sim 10^{11}$ cm$^{-3}$ 与 1–3 nbar，与 Io 白天侧低于 10 km 高度大气的观测和建模一致。低温度气体分量在食始 20 分钟内（2015 年 12 月）比 Io 处于阴影 1.5 小时后（2016 年 5 月）更暖，提示食期间大气冷却。1.69 $\mu$m 处持续观测到超出发射，双温度气体模型无法匹配，但过布居高转动态的模型可以匹配。最后，对 1999–2016 年八个日期总带强的比较显示其不显著依赖于热斑活动（含 Loki Patera）、Io 处于阴影后时长或观测时 Io 轨道相位。