由毫米波与红外热发射揭示的木卫三表面性质

我们呈现了2016–2019年阿塔卡马大型毫米波阵列(ALMA)对木卫三的观测，空间分辨率300–900 km（角分辨率0.1–0.2''），频率97.5、233与343.5 GHz（波长3、1.3与0.87 mm）；观测整体覆盖了木卫三所有经度。我们利用一个考虑地下发射及随深度与温度变化的地热物理与介电性质并结合同化算法热模型确定了全球热物理性质。数据对表面上方约$\sim$0.5米内的发射敏感，我们发现毫米波发射率为0.75–0.78，且（亚）表面孔隙度为10–40%，对应于400–800 J m^{-2} K^{-1} s^{-1/2}的有效热惯量。结合过往红外结果以及本文对一条未发表的Galileo PPR夜间红外观测的建模，多波长约束与一种压实剖面一致：孔隙度在数十厘米压实长度尺度上从表面约85%降至深处10{+30/-10}%。我们给出了最佳拟合全球模型的温度残差图，表明在某些（非全部）暗地形与撞击坑处存在局部热表面性质变化，这些区域比模型冷5–8 K。赤道区域比模型预测更暖，尤其在领先与尾随半球中心附近，而中纬度（约30–60度）普遍比预测更冷；这些趋势暗示外源成因。