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簡介

物理特性

與不少外太陽系(xi)的衛星不同，木衛一與類地行星有(you)不少相似(si)的地方，其(qi)表層由硅酸(suan)鹽熔巖所構成，根據(ju)伽利略號所觀(guan)測的數據(ju)中，它的內核(he)可能由硫化鐵所組成，其(qi)半徑(jing)估計最少有(you)900公里。

人(ren)們(men)以(yi)前一(yi)直(zhi)認(ren)為(wei)，木衛(wei)一(yi)表(biao)面(mian)定擁有不少環形(xing)山。可是從旅行(xing)者(zhe)1號于(yu)1979年(nian)傳(chuan)回地(di)球的照(zhao)片中，木衛(wei)一(yi)表(biao)面(mian)的環形(xing)山并不多，并非如人(ren)們(men)所想，這是因(yin)(yin)為(wei)其火山活(huo)動使它的地(di)形(xing)不斷(duan)改變。于(yu)是，人(ren)們(men)便把它不斷(duan)更新的表(biao)面(mian)看成是“年(nian)輕”的，因(yin)(yin)為(wei)這些地(di)形(xing)是新近形(xing)成；相反(fan)，月球表(biao)面(mian)滿布隕石坑(keng)，并保留了數十億年(nian)，人(ren)們(men)便把月球的表(biao)面(mian)看成是“年(nian)老”的。

除了(le)火山外(wai)，木衛一其他的(de)(de)景觀(guan)，僅(jin)有一些(xie)普(pu)通的(de)(de)山脈、溶(rong)化(hua)硫(liu)湖泊、深度達(da)數百公(gong)里(li)的(de)(de)破火山口，以(yi)及長達(da)數百公(gong)里(li)的(de)(de)低黏度液體在(zai)流動，可能(neng)是液態硫(liu)或(huo)是硅酸(suan)鹽。此外(wai)，木衛一的(de)(de)硫(liu)磺(huang)及其化(hua)合物擁有多種(zhong)不同的(de)(de)顏色，形成了(le)它獨特多變的(de)(de)外(wai)觀(guan)。

科(ke)學家從兩艘(sou)旅行者(zhe)號(hao)傳回(hui)的(de)多張照片作出分析，相信木(mu)衛一表面的(de)熔巖(yan)流(liu)，主要(yao)由(you)融(rong)化了的(de)硫(liu)化物(wu)所組(zu)成。但是從地(di)面的(de)紅外(wai)線研究結果(guo)中(zhong)，測得(de)木(mu)衛一熱(re)點(dian)的(de)溫(wen)度可高達2000K，比硫(liu)的(de)沸(fei)點(dian)還(huan)要(yao)高出1300K，因此有指這(zhe)些(xie)(xie)(xie)熔巖(yan)不太可能(neng)是硫(liu)，木(mu)衛一的(de)整體平(ping)均溫(wen)度為130K，比熱(re)點(dian)溫(wen)度低得(de)多，而最(zui)新的(de)理論也指出那些(xie)(xie)(xie)熔巖(yan)流(liu)是由(you)硅(gui)酸鹽組(zu)成。根據哈勃太空(kong)望遠(yuan)鏡的(de)觀測結果(guo)，這(zhe)些(xie)(xie)(xie)物(wu)質可能(neng)富含金屬元素鈉，在不同(tong)地(di)方也可能(neng)含有不同(tong)的(de)物(wu)質。

木(mu)衛一大氣層極端稀(xi)薄，只有地(di)球(qiu)大氣壓力的十億分之一，主要的成分是二氧化(hua)硫，氯化(hua)鈉、一氧化(hua)硫及氧也有少許。

其他伽利略衛星均擁有固態水，木衛一所含的水卻極少，人們認為是早期的木星溫度很高，其熱力可以蒸(zheng)發(fa)(fa)木衛(wei)一上的(de)水(shui)，但其他大型衛(wei)星的(de)水(shui)則不足以蒸(zheng)發(fa)(fa)。

它所有活動所需要的能量可能來自于它與木衛二、木衛三及木星之間的交互引潮(chao)力。這三(san)(san)顆衛(wei)(wei)星(xing)的共動關系固(gu)定，木(mu)衛(wei)(wei)一(yi)(yi)的公轉周期是(shi)木(mu)衛(wei)(wei)二的一(yi)(yi)半，后(hou)者(zhe)是(shi)木(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)的一(yi)(yi)半。雖然木(mu)衛(wei)(wei)一(yi)(yi)就(jiu)像(xiang)地球的衛(wei)(wei)星(xing)月球一(yi)(yi)般，只用固(gu)定的一(yi)(yi)面朝向其主星(xing)，由于(yu)木(mu)衛(wei)(wei)二與木(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)的作(zuo)用使(shi)它(ta)有(you)一(yi)(yi)點點不穩(wen)定。它(ta)使(shi)木(mu)衛(wei)(wei)一(yi)(yi)扭動、彎曲(qu)，大約有(you)100米長(chang)，并(bing)在復(fu)原扭曲(qu)的循環(huan)中產生能量。

木(mu)(mu)(mu)衛一同樣切割木(mu)(mu)(mu)星的(de)磁(ci)場線，生成電(dian)流。對(dui)于引潮力而(er)言(yan)由此產(chan)(chan)生的(de)能量(liang)不(bu)多，但電(dian)流的(de)功率仍有1兆(zhao)瓦特(te)。它(ta)也(ye)剝去(qu)了(le)一些木(mu)(mu)(mu)衛一的(de)物質，并在木(mu)(mu)(mu)星周圍產(chan)(chan)生強烈的(de)凸起狀(zhuang)輻射。在凸出面中脫離的(de)粒(li)子部分地造成了(le)木(mu)(mu)(mu)星的(de)巨(ju)大磁(ci)層。

物理特征

大小： 3,660.0 × 3,637.4 × 3,630.6 km

赤道(dao)表面引力(li)： 1.796 m/s2(0.183 g)

宇宙速度： 2.558 km/s

自轉(zhuan)周期：同步的

赤道旋轉速率： 271 km/h

反照率(lv)： 0.63 ± 0.02

表(biao)面(mian)溫度：平均(jun) 130K ；最(zui)大 2000 K

星等： 5.02 (沖)

軌道資料

近拱點(dian)： 420,000 km (0.002 807 AU)

遠(yuan)拱點： 423,400 km (0.002 830 AU)

平均(jun)軌道半徑： 421,700 km (0.002 819 AU)

軌道離心率： 0.0041

軌道(dao)周期(qi)： 1.769 137 786 d (152 853.504 7 s, 42 h)

平均公(gong)轉速度(du)： 17.334 km/s

軌道傾角： 2.21° （對(dui)黃道）

0.05°（對木(mu)星的赤道）

衛(wei)星(xing)(xing)(xing)所屬星(xing)(xing)(xing)球：木星(xing)(xing)(xing)

結構

艾(ai)奧比(bi)(bi)(bi)地球的(de)(de)(de)衛星月球略(lve)大一些，它的(de)(de)(de)平(ping)均半徑是(shi)1,821.3公里（比(bi)(bi)(bi)月球大約5%），質量(liang)是(shi)8.9319×10公斤（大約比(bi)(bi)(bi)月球多21%）。它的(de)(de)(de)形狀略(lve)為(wei)橢(tuo)球，而它最長的(de)(de)(de)軸是(shi)指(zhi)向木星的(de)(de)(de)。在(zai)伽利略(lve)衛星中，艾(ai)奧的(de)(de)(de)質量(liang)和(he)體(ti)積(ji)都比(bi)(bi)(bi)蓋尼米(mi)德和(he)卡里斯(si)托小，但(dan)比(bi)(bi)(bi)歐羅巴(ba)大。

內部

主(zhu)要(yao)由(you)硅酸(suan)鹽(yan)巖石和(he)(he)鐵組成，艾(ai)(ai)奧(ao)在(zai)(zai)外(wai)太陽(yang)系(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)星(xing)(xing)中比其他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)星(xing)(xing)都(dou)更接近類(lei)地行星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構主(zhu)體，其它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)由(you)碎冰和(he)(he)硅酸(suan)鹽(yan)混(hun)合組成。艾(ai)(ai)奧(ao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)密(mi)度為3.5275g/cm是太陽(yang)系(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)星(xing)(xing)中密(mi)度最高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)；明顯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)比其他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)伽(jia)利略衛(wei)星(xing)(xing)高(gao)，也比地球的(de)(de)(de)(de)(de)(de)月球要(yao)高(gao)。根(gen)據(ju)旅行者號和(he)(he)伽(jia)利略號測量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)星(xing)(xing)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)、半徑和(he)(he)四極引(yin)力(li)系(xi)(xi)數（關于質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)在(zai)(zai)內(nei)(nei)部(bu)如(ru)(ru)何(he)分(fen)布(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數值）建立的(de)(de)(de)(de)(de)(de)模型，建議它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)部(bu)和(he)(he)外(wai)部(bu)之(zhi)間(jian)是有(you)(you)所(suo)不同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，富(fu)含(han)硅酸(suan)鹽(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)外(wai)殼(ke)和(he)(he)內(nei)(nei)部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地幔，鐵或硫化(hua)鐵－富(fu)含(han)在(zai)(zai)核心，金屬核心的(de)(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)大約占(zhan)了(le)艾(ai)(ai)奧(ao)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)20%。依(yi)據(ju)核心中硫的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量(liang)(liang)，如(ru)(ru)果(guo)完全由(you)鐵組成，核心的(de)(de)(de)(de)(de)(de)半徑在(zai)(zai)350至650公(gong)里(li)（220至400英(ying)里(li)）之(zhi)間(jian)；如(ru)(ru)果(guo)由(you)鐵和(he)(he)硫混(hun)和(he)(he)組成，核心的(de)(de)(de)(de)(de)(de)半徑則(ze)在(zai)(zai)550至900公(gong)里(li)（310至560英(ying)里(li)）。伽(jia)利略號的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)強計(ji)沒有(you)(you)測出艾(ai)(ai)奧(ao)內(nei)(nei)部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)場(chang)，所(suo)以認為核心沒有(you)(you)對流。

模(mo)型也建(jian)議艾(ai)奧(ao)內(nei)部(bu)的(de)(de)(de)組(zu)成，地幔至(zhi)少有(you)(you)75%由(you)富含鎂的(de)(de)(de)礦(kuang)物橄(gan)欖石組(zu)成，并(bing)且有(you)(you)大量類似于L球(qiu)粒(li)隕(yun)(yun)石和(he)LL球(qiu)粒(li)隕(yun)(yun)石的(de)(de)(de)隕(yun)(yun)石，并(bing)且有(you)(you)更(geng)高(gao)的(de)(de)(de)鐵(tie)含量（相(xiang)較于地球(qiu)的(de)(de)(de)衛星月球(qiu)的(de)(de)(de)硅，但仍比火(huo)星低）要維持(chi)在艾(ai)奧(ao)上(shang)觀察到(dao)的(de)(de)(de)熱流(liu)，10-20%的(de)(de)(de)地幔也許是溶解的(de)(de)(de)，但觀察到(dao)高(gao)溫(wen)的(de)(de)(de)火(huo)山作用地區(qu)，也許有(you)(you)更(geng)高(gao)的(de)(de)(de)被熔(rong)解比例。由(you)于廣(guang)泛(fan)的(de)(de)(de)火(huo)山作用，艾(ai)奧(ao)的(de)(de)(de)巖石圈主(zhu)要由(you)硫磺(huang)和(he)玄武巖組(zu)成，它(ta)的(de)(de)(de)厚度至(zhi)少有(you)(you)12公里（7英(ying)里），但不會超過40公里（25英(ying)里）。

潮汐加熱

不(bu)(bu)同(tong)于(yu)地(di)球(qiu)(qiu)和(he)(he)(he)月球(qiu)(qiu)，艾(ai)(ai)(ai)(ai)奧(ao)(ao)(ao)內(nei)(nei)(nei)部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)源(yuan)主要來自潮(chao)汐(xi)散逸(yi)而不(bu)(bu)是放(fang)(fang)射(she)性同(tong)位素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)衰變，這(zhe)是艾(ai)(ai)(ai)(ai)奧(ao)(ao)(ao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌道(dao)(dao)(dao)(dao)與(yu)歐(ou)羅巴和(he)(he)(he)蓋尼米(mi)德共振的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結果(guo)。這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)化與(yu)木(mu)星和(he)(he)(he)艾(ai)(ai)(ai)(ai)奧(ao)(ao)(ao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)距(ju)離(li)、軌道(dao)(dao)(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)離(li)心(xin)率、它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)(nei)部(bu)構造(zao)和(he)(he)(he)物(wu)理狀態有(you)關(guan)。它和(he)(he)(he)歐(ou)羅巴與(yu)蓋尼米(mi)德的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)拉(la)普拉(la)斯共振，維系了艾(ai)(ai)(ai)(ai)奧(ao)(ao)(ao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)離(li)心(xin)率并且防止了它因潮(chao)汐(xi)散逸(yi)而使(shi)(shi)軌道(dao)(dao)(dao)(dao)變圓(yuan)。軌道(dao)(dao)(dao)(dao)共振也幫助艾(ai)(ai)(ai)(ai)奧(ao)(ao)(ao)維持到(dao)木(mu)星的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)距(ju)離(li)，否(fou)則木(mu)星涌起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)潮(chao)汐(xi)將導致艾(ai)(ai)(ai)(ai)奧(ao)(ao)(ao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌道(dao)(dao)(dao)(dao)成螺旋形的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)逐(zhu)漸由外向內(nei)(nei)(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)朝母行星接近。艾(ai)(ai)(ai)(ai)奧(ao)(ao)(ao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)潮(chao)汐(xi)隆起在軌道(dao)(dao)(dao)(dao)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)近木(mu)點和(he)(he)(he)遠木(mu)點的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時刻之(zhi)間(jian)有(you)著(zhu)100米(mi)（330英(ying)尺）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)垂直(zhi)變化。由于(yu)這(zhe)種潮(chao)汐(xi)拉(la)扯在艾(ai)(ai)(ai)(ai)奧(ao)(ao)(ao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)(nei)部(bu)產生(sheng)了摩擦或(huo)是潮(chao)汐(xi)散逸(yi)，如(ru)果(guo)沒(mei)有(you)軌道(dao)(dao)(dao)(dao)共振，這(zhe)些將使(shi)(shi)得(de)艾(ai)(ai)(ai)(ai)奧(ao)(ao)(ao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌道(dao)(dao)(dao)(dao)變得(de)更(geng)圓(yuan)；在艾(ai)(ai)(ai)(ai)奧(ao)(ao)(ao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)(nei)部(bu)創造(zao)更(geng)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)潮(chao)汐(xi)加熱(re)(re)，使(shi)(shi)這(zhe)顆衛星內(nei)(nei)(nei)部(bu)更(geng)多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)地(di)幔和(he)(he)(he)核心(xin)被熔化。如(ru)此(ci)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能量大于(yu)放(fang)(fang)射(she)性衰變的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)200倍，這(zhe)些熱(re)(re)量以火山活(huo)動的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形式被釋放(fang)(fang)出來，造(zao)成在觀測上看見的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高熱(re)(re)流（全(quan)球(qiu)(qiu)總(zong)量：0.6至1.6×10瓦）。它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌道(dao)(dao)(dao)(dao)模型認為艾(ai)(ai)(ai)(ai)奧(ao)(ao)(ao)內(nei)(nei)(nei)部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)潮(chao)汐(xi)加熱(re)(re)會隨(sui)著(zhu)時間(jian)而改變，并且目前的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)流也不(bu)(bu)是長時間(jian)平均的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)代表(biao)。

表面

基(ji)于他(ta)們(men)(men)對月(yue)球、火(huo)(huo)(huo)星(xing)和(he)水星(xing)等(deng)古老表面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)經驗(yan)，科學(xue)家(jia)預期在(zai)旅行者1號傳(chuan)回(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)第(di)地(di)一張艾奧的(de)(de)(de)(de)(de)影像(xiang)上將看(kan)見許多的(de)(de)(de)(de)(de)撞(zhuang)擊(ji)(ji)坑(keng)。橫(heng)跨在(zai)表面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)撞(zhuang)擊(ji)(ji)坑(keng)密度可(ke)以(yi)提(ti)供艾奧的(de)(de)(de)(de)(de)年齡，但是，他(ta)們(men)(men)很(hen)驚訝的(de)(de)(de)(de)(de)發現在(zai)表面(mian)(mian)幾乎(hu)全無撞(zhuang)擊(ji)(ji)坑(keng)，取而(er)代(dai)之的(de)(de)(de)(de)(de)是光滑(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)平原，和(he)在(zai)表面(mian)(mian)有(you)著各(ge)(ge)式各(ge)(ge)樣大小(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)(huo)山口和(he)火(huo)(huo)(huo)山的(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)巖流(liu)。與(yu)是各(ge)(ge)地(di)地(di)被(bei)(bei)觀測過(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)點來(lai)比(bi)較，艾奧的(de)(de)(de)(de)(de)表面(mian)(mian)有(you)著五顏六色的(de)(de)(de)(de)(de)來(lai)自不同的(de)(de)(de)(de)(de)硫磺組(zu)成的(de)(de)(de)(de)(de)材料(liao)（比(bi)較起(qi)來(lai)艾奧的(de)(de)(de)(de)(de)前導半(ban)球有(you)著腐敗的(de)(de)(de)(de)(de)橘子或(huo)是披(pi)薩(sa)的(de)(de)(de)(de)(de)顏色）。缺(que)乏撞(zhuang)擊(ji)(ji)坑(keng)表示艾奧的(de)(de)(de)(de)(de)表面(mian)(mian)是很(hen)年輕的(de)(de)(de)(de)(de)，像(xiang)是地(di)球的(de)(de)(de)(de)(de)表面(mian)(mian)；火(huo)(huo)(huo)山口被(bei)(bei)它(ta)們(men)(men)制造的(de)(de)(de)(de)(de)連綿不絕(jue)的(de)(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)(huo)山物質掩埋掉。在(zai)旅行者1號短(duan)暫的(de)(de)(de)(de)(de)觀察(cha)下(xia)，證(zheng)實了這個(ge)壯觀的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)景，至少有(you)9座活(huo)火(huo)(huo)(huo)山存(cun)在(zai)著。

表面的成分

艾(ai)(ai)奧五顏六(liu)色的(de)(de)(de)表面是它廣(guang)(guang)泛的(de)(de)(de)火(huo)山作用導(dao)致(zhi)各種各樣(yang)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)結果，這(zhe)些(xie)材(cai)料(liao)包含硅酸鹽(yan)（例如直輝(hui)石類）、硫磺和二氧(yang)化硫二氧(yang)化硫的(de)(de)(de)霜橫跨并普遍的(de)(de)(de)存在于艾(ai)(ai)奧表面，形(xing)成(cheng)白色或(huo)灰色材(cai)料(liao)組成(cheng)的(de)(de)(de)廣(guang)(guang)大區域。散布在中緯度和極區的(de)(de)(de)硫磺，經常受到輻(fu)射(she)的(de)(de)(de)破壞(huai)，造成(cheng)穩定(ding)的(de)(de)(de)8鏈硫磺被破壞(huai)。這(zhe)種輻(fu)射(she)的(de)(de)(de)破壞(huai)使得艾(ai)(ai)奧的(de)(de)(de)極區呈現(xian)紅(hong)褐色。

爆(bao)發的(de)(de)火山，經(jing)常(chang)產(chan)生傘(san)形(xing)的(de)(de)流(liu)束，將表(biao)面涂裝(zhuang)上硫(liu)磺(huang)和(he)硅酸(suan)鹽的(de)(de)材料(liao)。流(liu)束在艾奧表(biao)面的(de)(de)沉(chen)積(ji)(ji)物會依據(ju)流(liu)束內(nei)硫(liu)磺(huang)和(he)二氧化(hua)(hua)硫(liu)數(shu)量的(de)(de)不同而呈現白(bai)色(se)或(huo)紅色(se)。通常(chang)，從(cong)包含大(da)(da)量S2的(de)(de)火山形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)流(liu)束，會導致紅色(se)的(de)(de)扇形(xing)沉(chen)積(ji)(ji)，或(huo)是(shi)(shi)(shi)在極(ji)端的(de)(de)例(li)子中，形(xing)成(cheng)(cheng)大(da)(da)的(de)(de)（高(gao)度達到450公里（280英里）的(de)(de)主(zhu)要(yao)事(shi)例(li)中）紅色(se)環。一個流(liu)束形(xing)成(cheng)(cheng)紅色(se)圓環沉(chen)積(ji)(ji)的(de)(de)明顯(xian)例(li)子是(shi)(shi)(shi)裴蕾火山，這個紅色(se)的(de)(de)沉(chen)積(ji)(ji)主(zhu)要(yao)是(shi)(shi)(shi)硫(liu)磺(huang)（通常(chang)是(shi)(shi)(shi)3或(huo)4鏈的(de)(de)硫(liu)磺(huang)分子）、二氧化(hua)(hua)硫(liu)、或(huo)者還有Cl2SO2。形(xing)成(cheng)(cheng)在硅酸(suan)鹽熔(rong)(rong)巖邊(bian)緣的(de)(de)流(liu)束（通過熔(rong)(rong)巖和(he)先前已經(jing)沉(chen)積(ji)(ji)的(de)(de)硫(liu)磺(huang)和(he)二氧化(hua)(hua)硫(liu)）會造(zao)成(cheng)(cheng)灰色(se)或(huo)白(bai)色(se)的(de)(de)沉(chen)積(ji)(ji)。

由艾(ai)奧(ao)的(de)(de)(de)結構圖(tu)和高密度，認為艾(ai)奧(ao)沒有或(huo)是(shi)(shi)只有少量的(de)(de)(de)水，雖然偵測到含冰屑或(huo)含水礦物的(de)(de)(de)小(xiao)礦穴(xue)，最著(zhu)名的(de)(de)(de)是(shi)(shi)在(zai)(zai)季(ji)禧霸山（Gish Bar Mons）的(de)(de)(de)西北側(ce)。水的(de)(de)(de)缺乏可(ke)以歸咎于木星在(zai)(zai)早期有足夠的(de)(de)(de)熱，在(zai)(zai)太陽系(xi)的(de)(de)(de)演化過程中(zhong)將在(zai)(zai)艾(ai)奧(ao)附(fu)近的(de)(de)(de)揮發性(xing)物質，像水，都蒸發掉了，但熱不足以影(ying)響更遠處的(de)(de)(de)地方。

火山作用

由艾奧(ao)的軌道(dao)離心(xin)率引發(fa)(fa)的潮(chao)汐熱(re)迫(po)使這顆衛星(xing)成為(wei)(wei)太陽系中(zhong)(zhong)火山最活(huo)躍(yue)的天體，有數百座火山中(zhong)(zhong)心(xin)和四處流竄的熔巖(yan)(yan)流。當發(fa)(fa)生主要(yao)的噴發(fa)(fa)時，主要(yao)成分(fen)是玄武巖(yan)(yan)的硅(gui)酸(suan)鹽與富(fu)含(han)鐵鎂質(zhi)或超鐵鎂質(zhi)巖(yan)(yan)石的熔巖(yan)(yan)流長度十倍(bei)于平時，可(ke)以長達(da)數百公(gong)里。做為(wei)(wei)這些活(huo)動的副產品，硫(liu)磺、二(er)氧化流和硅(gui)酸(suan)鹽碎屑等(deng)物質(zhi)（像是灰燼），可(ke)以被吹送到500公(gong)里（310英(ying)里）的高空中(zhong)(zhong)，形成巨大的扇形流束，為(wei)(wei)周圍(wei)的地型提供(gong)了紅色(se)(se)、黑色(se)(se)和白色(se)(se)等(deng)采(cai)繪的材料(liao)，并且提供(gong)了廣泛的材料(liao)補(bu)充(chong)艾奧(ao)大氣(qi)層和木星(xing)廣大磁(ci)層的物質(zhi)。

艾(ai)奧(ao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)有許多(duo)由(you)沉(chen)積(ji)物構(gou)成(cheng)，被(bei)稱為火(huo)山(shan)(shan)(shan)(shan)(shan)口(kou)(kou)(kou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)點，火(huo)山(shan)(shan)(shan)(shan)(shan)口(kou)(kou)(kou)一(yi)般都(dou)(dou)有高聳的(de)(de)(de)(de)(de)(de)墻壁和(he)(he)一(yi)定數量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)坦(tan)表(biao)面(mian)。這(zhe)些(xie)特征(zheng)類似(si)地(di)球(qiu)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)破火(huo)山(shan)(shan)(shan)(shan)(shan)口(kou)(kou)(kou)；如(ru)果他們是(shi)如(ru)同地(di)球(qiu)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)兄弟(di)一(yi)樣，是(shi)經(jing)由(you)崩塌導致一(yi)些(xie)熔(rong)巖(yan)(yan)管的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)，但這(zhe)些(xie)仍都(dou)(dou)是(shi)未知(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。有一(yi)種(zhong)假(jia)說認為這(zhe)些(xie)特點可已(yi)經(jing)由(you)發(fa)(fa)掘火(huo)山(shan)(shan)(shan)(shan)(shan)形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)巖(yan)(yan)層，和(he)(he)被(bei)疊加進(jin)入或排除(chu)在巖(yan)(yan)層上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料來鑒識。不同于地(di)球(qiu)和(he)(he)火(huo)星的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特征(zheng)，這(zhe)些(xie)沉(chen)積(ji)物沒(mei)有在盾狀火(huo)山(shan)(shan)(shan)(shan)(shan)中心的(de)(de)(de)(de)(de)(de)尖(jian)峰，并(bing)且更(geng)為巨大，它們的(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)均(jun)直徑(jing)是(shi)41公里（25英里），最大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)洛(luo)基火(huo)山(shan)(shan)(shan)(shan)(shan)口(kou)(kou)(kou)直徑(jing)達到202公里（126英里）。無論形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機制是(shi)如(ru)何，許多(duo)火(huo)山(shan)(shan)(shan)(shan)(shan)口(kou)(kou)(kou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)型態學和(he)(he)分(fen)布狀態建議這(zhe)些(xie)特征(zheng)是(shi)受(shou)到結構(gou)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)控制，或者至少有一(yi)半與山(shan)(shan)(shan)(shan)(shan)或斷層有關。這(zhe)些(xie)特征(zheng)通常是(shi)火(huo)山(shan)(shan)(shan)(shan)(shan)爆(bao)發(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特征(zheng)，可能是(shi)熔(rong)巖(yan)(yan)流橫越過火(huo)山(shan)(shan)(shan)(shan)(shan)口(kou)(kou)(kou)內的(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)原，像(xiang)是(shi)2001年(nian)季禧霸山(shan)(shan)(shan)(shan)(shan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)噴發(fa)(fa)，或是(shi)熔(rong)巖(yan)(yan)湖(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)。在艾(ai)奧(ao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)巖(yan)(yan)湖(hu)有一(yi)個會持續翻(fan)轉的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)巖(yan)(yan)外(wai)殼，像(xiang)是(shi)裴蕾火(huo)山(shan)(shan)(shan)(shan)(shan)，或是(shi)有著翻(fan)轉情節(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)外(wai)殼，像(xiang)是(shi)洛(luo)基火(huo)山(shan)(shan)(shan)(shan)(shan)口(kou)(kou)(kou)。

熔(rong)巖(yan)(yan)(yan)流(liu)代表艾奧(ao)(ao)另一種的(de)(de)主要(yao)(yao)火(huo)山(shan)(shan)(shan)地形。巖(yan)(yan)(yan)漿從火(huo)山(shan)(shan)(shan)口表面的(de)(de)出氣孔或裂縫噴發出來(lai)，產生膨(peng)脹(zhang)，形成的(de)(de)熔(rong)巖(yan)(yan)(yan)流(liu)類似地球上在(zai)(zai)夏威夷的(de)(de)啟勞(lao)亞(ya)火(huo)山(shan)(shan)(shan)。來(lai)自伽利(li)略(lve)號(hao)的(de)(de)影像(xiang)顯示艾奧(ao)(ao)許多的(de)(de)主要(yao)(yao)熔(rong)巖(yan)(yan)(yan)流(liu)，像(xiang)是普羅米(mi)(mi)修(xiu)斯火(huo)山(shan)(shan)(shan)和阿米(mi)(mi)拉(la)尼火(huo)山(shan)(shan)(shan)，是在(zai)(zai)舊的(de)(de)熔(rong)巖(yan)(yan)(yan)流(liu)上產生小的(de)(de)斷(duan)裂處(chu)上方產生新熔(rong)巖(yan)(yan)(yan)流(liu)的(de)(de)堆積。在(zai)(zai)艾奧(ao)(ao)上也觀(guan)察到夠(gou)大的(de)(de)熔(rong)巖(yan)(yan)(yan)噴發，例如(ru)，從1979年旅行者號(hao)到1996年伽利(li)略(lve)號(hao)的(de)(de)第一次(ci)觀(guan)測，普羅米(mi)(mi)修(xiu)斯前緣的(de)(de)熔(rong)巖(yan)(yan)(yan)就流(liu)動了75至(zhi)95公(gong)里(li)（47至(zhi)59英(ying)里(li)）。在(zai)(zai)1997年的(de)(de)一次(ci)主要(yao)(yao)噴發，產生了超(chao)過(guo)3,500公(gong)里(li)（1,350英(ying)里(li)）長的(de)(de)新鮮熔(rong)巖(yan)(yan)(yan)流(liu)，并且充斥(chi)在(zai)(zai)鄰近的(de)(de)Pillan火(huo)山(shan)(shan)(shan)口。

新(xin)視野號的五張連續影像顯示艾(ai)奧的特瓦(wa)史(shi)塔(ta)火山口噴出(chu)(chu)的物體高出(chu)(chu)表面達330公里。

科(ke)學家分析(xi)旅(lv)行者的(de)(de)(de)影像后，相(xiang)信這(zhe)(zhe)些(xie)流(liu)體主要由熔解的(de)(de)(de)各種各樣(yang)的(de)(de)(de)硫磺化合(he)物組成。但是隨(sui)后地基天文臺和(he)伽利略號的(de)(de)(de)觀測卻顯示這(zhe)(zhe)些(xie)流(liu)體是由玄武巖(yan)與鎂鐵(tie)質和(he)超鎂鐵(tie)質構(gou)成的(de)(de)(de)。這(zhe)(zhe)樣(yang)的(de)(de)(de)假(jia)說(shuo)是依(yi)據(ju)對艾奧的(de)(de)(de)"熱點(dian)"進行溫(wen)(wen)度(du)測量，或是熱輻射位(wei)置的(de)(de)(de)結果，這(zhe)(zhe)些(xie)結果建議(yi)的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)至少高(gao)達(da)(da)1,300K，更有高(gao)達(da)(da)1,600K的(de)(de)(de)點(dian)，估計原(yuan)始的(de)(de)(de)噴發溫(wen)(wen)度(du)可以(yi)達(da)(da)到2,000K，但是因為當初使用錯誤的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)模型(xing)將溫(wen)(wen)度(du)塑(su)造(zao)的(de)(de)(de)過(guo)高(gao)，之后已經證(zheng)實(shi)溫(wen)(wen)度(du)被高(gao)估了(le)。

在(zai)(zai)裴蕾(lei)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)山(shan)和洛基火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)山(shan)口發現流(liu)(liu)束(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)是(shi)(shi)證(zheng)實艾奧(ao)有活躍的(de)(de)(de)地質活動的(de)(de)(de)一(yi)個標志。通常(chang)，這(zhe)些流(liu)(liu)束(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)是(shi)(shi)硫(liu)磺(huang)(huang)和二(er)氧(yang)化硫(liu)以(yi)每秒1公里（0.6英(ying)里）的(de)(de)(de)速(su)度(du)從(cong)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)山(shan)噴發出來(lai)所形(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)，在(zai)(zai)流(liu)(liu)束(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)中(zhong)可以(yi)發現的(de)(de)(de)物質還包括鈉、鉀和氯。這(zhe)些流(liu)(liu)束(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)看起來(lai)是(shi)(shi)由下面(mian)二(er)種(zhong)方(fang)法(fa)中(zhong)的(de)(de)(de)一(yi)種(zhong)形(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)。艾奧(ao)的(de)(de)(de)流(liu)(liu)束(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)最大的(de)(de)(de)時候是(shi)(shi)當被(bei)熔化的(de)(de)(de)巖(yan)漿從(cong)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)山(shan)口或(huo)熔巖(yan)湖噴出硫(liu)磺(huang)(huang)和二(er)氧(yang)化硫(liu)的(de)(de)(de)時候，并(bing)經(jing)常(chang)會扯泄出硅(gui)酸鹽的(de)(de)(de)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)山(shan)碎屑，這(zhe)些流(liu)(liu)束(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)會在(zai)(zai)表面(mian)形(xing)(xing)成(cheng)紅色(se)(se)（短鏈的(de)(de)(de)硫(liu)磺(huang)(huang)）和黑(hei)色(se)(se)（硅(gui)酸鹽火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)成(cheng)巖(yan)的(de)(de)(de)碎屑）的(de)(de)(de)沉(chen)積(ji)物。這(zhe)些流(liu)(liu)束(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)在(zai)(zai)艾奧(ao)表面(mian)被(bei)觀察到(dao)最大的(de)(de)(de)是(shi)(shi)直徑(jing)達到(dao)1,000公里（620英(ying)里）的(de)(de)(de)紅色(se)(se)環狀沉(chen)積(ji)，例(li)如裴蕾(lei)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)山(shan)、特(te)瓦史(shi)塔火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)山(shan)口和Dazhbog火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)山(shan)口，都是(shi)(shi)由者(zhe)種(zhong)形(xing)(xing)式(shi)(shi)的(de)(de)(de)流(liu)(liu)束(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)造成(cheng)的(de)(de)(de)。另一(yi)種(zhong)形(xing)(xing)式(shi)(shi)流(liu)(liu)束(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)造成(cheng)的(de)(de)(de)是(shi)(shi)當熔巖(yan)流(liu)(liu)將底部的(de)(de)(de)二(er)氧(yang)化硫(liu)霜氣化，將硫(liu)磺(huang)(huang)送上空中(zhong)。照(zhao)種(zhong)形(xing)(xing)式(shi)(shi)的(de)(de)(de)流(liu)(liu)束(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)經(jing)常(chang)形(xing)(xing)成(cheng)明亮的(de)(de)(de)圓形(xing)(xing)二(er)氧(yang)化硫(liu)沉(chen)積(ji)。這(zhe)種(zhong)形(xing)(xing)式(shi)(shi)的(de)(de)(de)流(liu)(liu)束(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)高度(du)通常(chang)低于100公里（62英(ying)里），并(bing)且流(liu)(liu)束(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)可以(yi)維持很(hen)長的(de)(de)(de)壽命，像是(shi)(shi)普羅米修斯火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)山(shan)、阿米拉尼、和產靈(ling)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)山(shan)。

山脈

艾奧表面有(you)(you)100至150座(zuo)山峰，平均高(gao)度為6公里，最高(gao)的(de)(de)一座(zuo)是位于南(nan)極的(de)(de)Bo?saule Montes，高(gao)達(da)17.5±1.5公里。山峰通常(chang)都(dou)很(hen)巨大(da)，平均長度是157公里，被隔絕的(de)(de)結構看起來沒(mei)有(you)(you)全球性的(de)(de)構造(zao)模式，跟地(di)球上的(de)(de)山峰一樣。艾奧必(bi)須(xu)要有(you)(you)硅酸鹽巖(yan)石(shi)構成的(de)(de)地(di)殼(ke)，才能支(zhi)撐這些巨大(da)的(de)(de)山峰，相較(jiao)之下硫磺構成的(de)(de)地(di)殼(ke)就不(bu)可能產(chan)生。

盡管艾(ai)奧(ao)廣泛的(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)(huo)山(shan)作用呈現出(chu)許(xu)多的(de)(de)(de)(de)特(te)征(zheng)，幾乎所有(you)的(de)(de)(de)(de)山(shan)都有(you)來(lai)(lai)自(zi)地殼運動的(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)。艾(ai)奧(ao)多數的(de)(de)(de)(de)山(shan)峰并非(fei)由火(huo)(huo)(huo)山(shan)所造成(cheng)(cheng)，反而(er)是由巖(yan)(yan)石圈(quan)受(shou)到壓(ya)(ya)縮應力(li)的(de)(de)(de)(de)結(jie)果而(er)形(xing)成(cheng)(cheng)，這(zhe)(zhe)些(xie)是經由艾(ai)奧(ao)外殼經常性的(de)(de)(de)(de)掀動和逆斷層提高的(de)(de)(de)(de)。導(dao)致(zhi)山(shan)峰形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)縮應力(li)是來(lai)(lai)自(zi)火(huo)(huo)(huo)山(shan)沉積(ji)的(de)(de)(de)(de)物(wu)質不斷被埋(mai)葬的(de)(de)(de)(de)結(jie)果。全球(qiu)性的(de)(de)(de)(de)山(shan)脈分布看(kan)起來(lai)(lai)是與火(huo)(huo)(huo)山(shan)結(jie)構(gou)相(xiang)對稱的(de)(de)(de)(de)；山(shan)峰分布區域只(zhi)有(you)少許(xu)的(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)(huo)山(shan)存在(zai)，反之(zhi)亦然。這(zhe)(zhe)建議(yi)大尺度區域的(de)(de)(de)(de)巖(yan)(yan)石圈(quan)結(jie)構(gou)何處被壓(ya)(ya)縮（支(zhi)持山(shan)的(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)）和擴張(zhang)（支(zhi)持火(huo)(huo)(huo)山(shan)口的(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)）所掌(zhang)控。區域性的(de)(de)(de)(de)，然而(er)山(shan)和火(huo)(huo)(huo)山(shan)口經常緊靠在(zai)一起，則是當山(shan)在(zai)形(xing)成(cheng)(cheng)并到達表面時曾經有(you)斷層形(xing)成(cheng)(cheng)，而(er)造成(cheng)(cheng)巖(yan)(yan)漿(jiang)的(de)(de)(de)(de)侵蝕。

在(zai)艾奧(ao)(ao)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)山(shan)(shan)(shan)峰（通常(chang)是(shi)(shi)周圍的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)(ping)(ping)原上(shang)升的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構）有(you)(you)各種(zhong)(zhong)各樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)型態(tai)。高(gao)原是(shi)(shi)最普(pu)通的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)結構相似大、頂部(bu)平(ping)(ping)(ping)坦的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方山(shan)(shan)(shan)與(yu)堅固的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面。其它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)山(shan)(shan)(shan)看起(qi)來是(shi)(shi)被掀動的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)地(di)殼，有(you)(you)著平(ping)(ping)(ping)緩(huan)(huan)斜坡(po)(po)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，是(shi)(shi)舊有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面形成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)；包括表(biao)層(ceng)物質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)陡坡(po)(po)，是(shi)(shi)下層(ceng)物質受到壓縮應力抬昇的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結果。這(zhe)(zhe)兩種(zhong)(zhong)山(shan)(shan)(shan)經常(chang)都有(you)(you)陡峭的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)陡坡(po)(po)形成(cheng)(cheng)一個或多個的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)邊(bian)緣。在(zai)艾奧(ao)(ao)上(shang)只有(you)(you)幾(ji)座山(shan)(shan)(shan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)源(yuan)頭看起(qi)來是(shi)(shi)火(huo)(huo)山(shan)(shan)(shan)，這(zhe)(zhe)些山(shan)(shan)(shan)類似盾狀火(huo)(huo)山(shan)(shan)(shan)，坡(po)(po)度是(shi)(shi)平(ping)(ping)(ping)緩(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)（6–7°），中(zhong)心(xin)有(you)(you)一個小的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)破火(huo)(huo)山(shan)(shan)(shan)口和沿著附(fu)近的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)淺(qian)傾斜邊(bian)緣。這(zhe)(zhe)些火(huo)(huo)山(shan)(shan)(shan)通常(chang)都比艾奧(ao)(ao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)山(shan)(shan)(shan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)(ping)(ping)均大小為(wei)小，平(ping)(ping)(ping)均只有(you)(you)1至(zhi)2公里（0.6至(zhi)1.2英(ying)里）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)度，和40至(zhi)60公里（25至(zhi)37英(ying)里）寬。其它還有(you)(you)幾(ji)個傾斜度更平(ping)(ping)(ping)緩(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)盾狀火(huo)(huo)山(shan)(shan)(shan)，因為(wei)有(you)(you)熔巖流成(cheng)(cheng)輻射狀的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)從(cong)(cong)中(zhong)央輻射而(er)出，才從(cong)(cong)型態(tai)學上(shang)推(tui)斷是(shi)(shi)艾奧(ao)(ao)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)山(shan)(shan)(shan)，像(xiang)是(shi)(shi)拉火(huo)(huo)山(shan)(shan)(shan)結構。

幾乎所有的(de)(de)山(shan)看起來都(dou)在退化的(de)(de)階段上，大形(xing)的(de)(de)山(shan)崩沉積是艾奧(ao)上的(de)(de)山(shan)的(de)(de)地基共(gong)同(tong)的(de)(de)現象，因此崩壞(huai)作用(yong)被建議是退化的(de)(de)主(zhu)要形(xing)式。在艾奧(ao)的(de)(de)方山(shan)和高原共(gong)同(tong)的(de)(de)特征是扇貝狀的(de)(de)邊緣，這是二氧化硫從(cong)艾奧(ao)的(de)(de)地殼滲透(tou)，導致山(shan)的(de)(de)邊緣區域(yu)弱化的(de)(de)結果。

極光(guang)在艾奧(ao)的上層大(da)(da)氣(qi)發(fa)光(guang)，不同的顏色來(lai)自大(da)(da)氣(qi)中不同的成分(fen)（綠(lv)色來(lai)自鈉原子，紅(hong)色來(lai)自氧原子，藍(lan)色來(lai)自火山的氣(qi)體，像(xiang)是二氧化硫(liu)）。影(ying)像(xiang)是在艾奧(ao)食(shi)攝影(ying)的。

大氣層

艾奧的(de)(de)大氣(qi)層極端(duan)稀(xi)薄(bo)(bo)，只(zhi)有(you)地(di)球大氣(qi)壓(ya)力的(de)(de)十億分之一(yi)，主要的(de)(de)成分是二(er)氧(yang)化(hua)硫(liu)，氯化(hua)鈉(na)、一(yi)氧(yang)化(hua)硫(liu)及(ji)氧(yang)也有(you)少許。稀(xi)薄(bo)(bo)的(de)(de)艾奧大氣(qi)意味著(zhu)未(wei)來以任何方式(shi)著(zhu)陸艾奧的(de)(de)探測器都不需要安裝隔(ge)熱板來保護儀器，但是需要反推進火箭來進行軟登陸。稀(xi)薄(bo)(bo)的(de)(de)大氣(qi)也使(shi)得(de)登陸的(de)(de)設(she)備必需堅固得(de)足以抗(kang)拒(ju)木(mu)星強烈的(de)(de)輻射(she)，這些輻射(she)也使(shi)稀(xi)薄(bo)(bo)的(de)(de)大氣(qi)變得(de)濃(nong)稠(chou)。

同樣的(de)(de)(de)輻(fu)射(she)(she)（以(yi)等離子體的(de)(de)(de)形(xing)式存在(zai)(zai)）也(ye)將大氣(qi)剝離，所以(yi)必須(xu)經(jing)常補充大氣(qi)。二(er)氧(yang)化(hua)硫最引人(ren)注(zhu)目(mu)的(de)(de)(de)來源(yuan)是(shi)火山(shan)(shan)作用，但是(shi)大氣(qi)層受到陽光持續的(de)(de)(de)照射(she)(she)也(ye)會使凍(dong)結的(de)(de)(de)二(er)氧(yang)化(hua)硫升華。大氣(qi)層主要被(bei)限制在(zai)(zai)赤道，因為該處是(shi)最溫(wen)暖(nuan)的(de)(de)(de)，而且能夠形(xing)成流(liu)束的(de)(de)(de)活躍(yue)火山(shan)(shan)多數(shu)也(ye)在(zai)(zai)赤道上(shang)。其(qi)它的(de)(de)(de)變化(hua)也(ye)會存在(zai)(zai)，以(yi)在(zai)(zai)火山(shan)(shan)口(kou)附近(jin)的(de)(de)(de)密(mi)度最高(gao)（特別是(shi)有(you)流(liu)束的(de)(de)(de)火山(shan)(shan)口(kou)），還有(you)艾(ai)奧(ao)的(de)(de)(de)反木(mu)下點（艾(ai)奧(ao)上(shang)距(ju)離木(mu)星最遠的(de)(de)(de)一點，那(nei)兒的(de)(de)(de)二(er)氧(yang)化(hua)硫霜的(de)(de)(de)數(shu)量最豐(feng)富(fu)）。

衛星拍(pai)攝(she)的(de)(de)(de)(de)高解析影(ying)像顯示，天文(wen)學(xue)家在(zai)衛星食(shi)的(de)(de)(de)(de)時候可以觀(guan)(guan)察(cha)到(dao)類(lei)似輝光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)極光(guang)(guang)。這種現象是(shi)來自于輻射與大(da)氣(qi)層的(de)(de)(de)(de)作用，如(ru)同地(di)球的(de)(de)(de)(de)極光(guang)(guang)。極光(guang)(guang)通(tong)常出現在(zai)行星的(de)(de)(de)(de)磁(ci)極附近，但是(shi)艾奧最明亮極光(guang)(guang)卻(que)位(wei)在(zai)赤道區(qu)域(yu)。艾奧本身沒有(you)磁(ci)場，因(yin)此，電子沿著木星的(de)(de)(de)(de)磁(ci)場接近艾奧并(bing)直接撞擊(ji)到(dao)衛星的(de)(de)(de)(de)大(da)氣(qi)層。越(yue)多的(de)(de)(de)(de)電子撞擊(ji)大(da)氣(qi)層，極光(guang)(guang)就(jiu)越(yue)明亮，而磁(ci)力線是(shi)與衛星正切的(de)(de)(de)(de)（也就(jiu)是(shi)說接近赤道），因(yin)此在(zai)那(nei)兒經(jing)過的(de)(de)(de)(de)氣(qi)柱會(hui)最長。極光(guang)(guang)與艾奧上的(de)(de)(de)(de)正切點的(de)(de)(de)(de)結(jie)合被觀(guan)(guan)察(cha)到(dao)的(de)(de)(de)(de)"晃動"指出木星的(de)(de)(de)(de)傾(qing)斜磁(ci)偶極場變化方(fang)向。

觀測歷史

艾奧(ao)(ao)的(de)第一份觀測報(bao)告(gao)是伽利略(lve)在1610年1月7日提出(chu)的(de)。艾奧(ao)(ao)和木星其(qi)它伽利略(lve)衛星的(de)發(fa)現被發(fa)表在伽利略(lve)

艾奧衛星的(de)發現(xian)者伽利略

艾奧衛(wei)星(xing)的發現者(zhe)伽利略

于(yu)的(de)(de)1610年(nian)3月出(chu)版(ban)(ban)的(de)(de)星(xing)(xing)界報告。西(xi)門馬(ma)里烏(wu)斯(si)(si)于(yu)1614出(chu)版(ban)(ban)的(de)(de)馬(ma)里烏(wu)斯(si)(si)木星(xing)(xing)報中聲(sheng)稱(cheng)，他(ta)于(yu)1609年(nian)就發現了艾奧(ao)和木星(xing)(xing)的(de)(de)其(qi)它衛星(xing)(xing)，比伽利略早了一個(ge)星(xing)(xing)期。伽利略質疑(yi)這(zhe)個(ge)聲(sheng)明(ming)，并且反駁馬(ma)里烏(wu)斯(si)(si)剽竊、抄襲他(ta)的(de)(de)成就。因為伽利略在馬(ma)里烏(wu)斯(si)(si)之前(qian)就發布了他(ta)的(de)(de)發現，而且相信(xin)馬(ma)里烏(wu)斯(si)(si)也知道這(zhe)件事(shi)。

在(zai)后(hou)來的(de)(de)兩個半世(shi)紀，艾(ai)奧(ao)仍未被解(jie)析過(guo)，在(zai)天文學家的(de)(de)望遠(yuan)(yuan)鏡中仍然只是一(yi)個亮度5等的(de)(de)光點(dian)。在(zai)17世(shi)紀，艾(ai)奧(ao)和(he)其(qi)他的(de)(de)伽利略衛(wei)星為各種各樣的(de)(de)目的(de)(de)服務，像是協(xie)助(zhu)船(chuan)員們進行(xing)經度的(de)(de)測量(liang)，驗證開普勒的(de)(de)行(xing)星運動(dong)第三定(ding)律，和(he)測量(liang)光線在(zai)旅行(xing)在(zai)木(mu)星和(he)地球(qiu)之間的(de)(de)時(shi)間。以卡西(xi)尼等人建(jian)立的(de)(de)星歷表為基礎，拉(la)普拉(la)斯創造了一(yi)種數學的(de)(de)理論來解(jie)釋艾(ai)奧(ao)、歐羅巴、和(he)蓋(gai)尼米得的(de)(de)軌(gui)道共振。這種共振在(zai)日后(hou)發現對這三顆衛(wei)星的(de)(de)地質有深遠(yuan)(yuan)的(de)(de)影響。

望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)技術的(de)(de)(de)改(gai)進，使(shi)19世紀末20世紀初的(de)(de)(de)天(tian)(tian)文學家有(you)能力在(zai)(zai)(zai)解析（能看得見）出在(zai)(zai)(zai)艾(ai)奧上大區(qu)域(yu)的(de)(de)(de)表面特點。在(zai)(zai)(zai)1890年代，巴納德首先觀察到艾(ai)奧的(de)(de)(de)赤(chi)道和極區(qu)之(zhi)間在(zai)(zai)(zai)光(guang)度上的(de)(de)(de)變化，正(zheng)確的(de)(de)(de)測量出這兩個(ge)地(di)區(qu)的(de)(de)(de)光(guang)度變化是(shi)(shi)來自顏色和反(fan)照率的(de)(de)(de)不(bu)同(tong)，而不(bu)是(shi)(shi)因(yin)為艾(ai)奧呈現卵(luan)型，一如威廉(lian)·皮克(ke)林和他的(de)(de)(de)同(tong)伴所主張的(de)(de)(de)，而不(bu)是(shi)(shi)巴納德最初所主張的(de)(de)(de)是(shi)(shi)兩個(ge)不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)天(tian)(tian)體。之(zhi)后的(de)(de)(de)望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)觀測證(zheng)實了艾(ai)奧很明(ming)確的(de)(de)(de)在(zai)(zai)(zai)極區(qu)是(shi)(shi)紅棕色的(de)(de)(de)，而赤(chi)道帶是(shi)(shi)黃白色的(de)(de)(de)。

在20世紀(ji)中期的(de)望遠鏡觀(guan)測(ce)(ce)開(kai)始(shi)注意到艾(ai)奧異常的(de)本質(zhi)。分光鏡的(de)觀(guan)測(ce)(ce)建(jian)議艾(ai)奧的(de)表(biao)面沒有(you)水冰（在其它的(de)伽利略衛星(xing)上被發(fa)現(xian)含量豐(feng)富的(de)物(wu)質(zhi)）；同(tong)樣(yang)的(de)觀(guan)測(ce)(ce)亦表(biao)面主要的(de)成分是鈉(na)鹽和硫磺。電波望遠鏡的(de)觀(guan)測(ce)(ce)揭露(lu)了(le)艾(ai)奧對木星(xing)的(de)磁層有(you)所(suo)影(ying)響，如被觀(guan)察到的(de)十(shi)米的(de)波長爆發(fa)與艾(ai)奧的(de)軌道周期有(you)關。

先驅者號

通過艾(ai)奧(ao)(ao)(ao)(ao)附(fu)近的(de)(de)(de)(de)第一(yi)艘(sou)航天器(qi)(qi)是(shi)先(xian)(xian)(xian)驅者10號(hao)和先(xian)(xian)(xian)驅者11號(hao)這一(yi)對孿生的(de)(de)(de)(de)航天器(qi)(qi)，分別(bie)在(zai)1973年(nian)12月(yue)3日和1974年(nian)12月(yue)2日 [11] 以無線電追蹤提供了(le)艾(ai)奧(ao)(ao)(ao)(ao)質量(liang)的(de)(de)(de)(de)改善(shan)估計值(zhi)、與艾(ai)奧(ao)(ao)(ao)(ao)尺寸的(de)(de)(de)(de)最佳值(zhi)。認為艾(ai)奧(ao)(ao)(ao)(ao)是(shi)四顆伽利略(lve)衛星中密(mi)度最高(gao)的(de)(de)(de)(de)，主(zhu)要是(shi)由硅酸鹽(yan)的(de)(de)(de)(de)巖石組成，而不是(shi)水冰組成的(de)(de)(de)(de)。先(xian)(xian)(xian)驅者號(hao)也揭露(lu)艾(ai)奧(ao)(ao)(ao)(ao)有稀薄的(de)(de)(de)(de)大氣層，軌道(dao)附(fu)近有強烈(lie)的(de)(de)(de)(de)輻射(she)傳送帶。先(xian)(xian)(xian)驅者11號(hao)的(de)(de)(de)(de)照相機(ji)獲得的(de)(de)(de)(de)唯一(yi)一(yi)張好的(de)(de)(de)(de)照片，顯示(shi)了(le)艾(ai)奧(ao)(ao)(ao)(ao)的(de)(de)(de)(de)北極地區(qu)。先(xian)(xian)(xian)驅者10號(hao)原先(xian)(xian)(xian)計劃在(zai)近距(ju)離的(de)(de)(de)(de)接(jie)近艾(ai)奧(ao)(ao)(ao)(ao)時拍攝照片，但是(shi)這項觀(guan)測因(yin)為高(gao)輻射(she)的(de)(de)(de)(de)環境而失敗(bai)了(le)。

旅行者號

當另一對航天器旅行者1號和旅行者2號在1979年掠過艾奧，它們更為先進的影像系統可以獲得更好的影像。旅行者1號在(zai)1979年(nian)3月5日從20,600公里(li)飛(fei)掠過(guo)這顆衛星，它傳(chuan)回在(zai)接近(jin)的(de)(de)影(ying)像顯(xian)露很奇怪、多彩多姿(zi)卻沒有撞(zhuang)擊坑(keng)的(de)(de)。分辨(bian)率最高的(de)(de)影(ying)像顯(xian)示出相對年(nian)輕的(de)(de)表(biao)面點(dian)綴著其(qi)形怪狀的(de)(de)凹坑(keng)，山(shan)比艾佛(fo)勒斯峰還(huan)要(yao)高，還(huan)有類(lei)似(si)熔巖流的(de)(de)特征。

在(zai)短暫的(de)邂逅(hou)之(zhi)后，旅行(xing)(xing)者(zhe)工程師琳達(da)·蒙娜碧朵(duo)注(zhu)意到(dao)在(zai)一(yi)(yi)張影像(xiang)中(zhong)有(you)(you)(you)一(yi)(yi)個流束從表面(mian)放射出來。分(fen)析(xi)旅行(xing)(xing)者(zhe)1號拍攝的(de)其他影像(xiang)后，總共(gong)找到(dao)9張有(you)(you)(you)這種流束的(de)照片，證實了(le)艾(ai)(ai)奧(ao)(ao)有(you)(you)(you)活(huo)躍(yue)的(de)火山活(huo)動。在(zai)旅行(xing)(xing)者(zhe)1號邂逅(hou)艾(ai)(ai)奧(ao)(ao)之(zhi)前不久(jiu)，Stan Peale、Patrick Cassen、和(he)R. T. Reynolds曾(ceng)發(fa)表了(le)一(yi)(yi)篇論文，作者(zhe)計(ji)算出因為歐羅巴(ba)和(he)蓋尼(ni)米得的(de)軌(gui)道(dao)(dao)共(gong)振，艾(ai)(ai)奧(ao)(ao)的(de)內部會有(you)(you)(you)巨大(da)的(de)潮汐熱化(hua)（詳細的(de)過程與解釋請參(can)見潮汐熱的(de)章(zhang)節）。來自這次飛掠(lve)的(de)數(shu)據(ju)顯示艾(ai)(ai)奧(ao)(ao)的(de)表面(mian)由硫磺和(he)二(er)氧化(hua)硫霜控制著。這些成分(fen)也掌控著稀薄的(de)大(da)氣(qi)層和(he)圍繞(rao)著艾(ai)(ai)奧(ao)(ao)軌(gui)道(dao)(dao)的(de)等離子體環（也是旅行(xing)(xing)者(zhe)發(fa)現的(de)）。

旅(lv)行者(zhe)(zhe)2號在(zai)(zai)1979年7月9日(ri)以113萬(wan)公里（702,150英里）的距離掠過，雖然他(ta)沒(mei)有旅(lv)行者(zhe)(zhe)1號那么接近，比較這兩艘航天器的影(ying)像顯示出在(zai)(zai)這五個(ge)(ge)月內表面(mian)有一些(xie)地區發生了變化。另一方面(mian)，旅(lv)行者(zhe)(zhe)2號在(zai)(zai)離開木星的系(xi)統時觀(guan)察到艾奧呈現月牙(ya)型，并顯示出在(zai)(zai)3月觀(guan)測到的9個(ge)(ge)流(liu)束中的8個(ge)(ge)依然活(huo)躍著，只有裴蕾火山(shan)已經熄(xi)滅了。

伽利略號

伽利略號航天器從地球出發后經歷了6年的航程，于1995年抵達木星，依循旅行者航天器的發現和地基天文臺多年的(de)觀(guan)測，繼續后續的(de)觀(guan)測。艾奧的(de)位置在(zai)(zai)木(mu)星(xing)最(zui)強烈的(de)一條(tiao)輻射帶之內，阻礙了近距(ju)離長時間飛(fei)掠的(de)觀(guan)測，但是(shi)伽利(li)略主要的(de)任務(wu)就是(shi)研究(jiu)伽利(li)略衛星(xing)，在(zai)(zai)最(zui)初兩年的(de)任務(wu)中軌道(dao)將(jiang)進入并密切的(de)經過這些(xie)衛星(xing)。在(zai)(zai)1995年12月7日飛(fei)掠過時雖然沒有獲得(de)影(ying)像，但還是(shi)有重大(da)的(de)結果，例如(ru)發現類似(si)于(yu)太陽系內側的(de)巖石行星(xing)的(de)巨大(da)鐵核(he)。

伽(jia)利(li)略號與艾奧(ao)的邂逅(hou)

日期(qi) 距離（公里）

1995年(nian)12月7日 897

1996年11月4日 244,000

1998年3月29日(ri) 252,000

1999年6月30日 127,000

1999年10月(yue)11日 611

1999年11月26日 301

2000年2月22日 198

2001年8月(yue)6日(ri) 194

2001年(nian)10月(yue)16日 184

2002年(nian)1月17日 102

2002年11月7日 45,800

在伽利(li)略(lve)(lve)的(de)(de)主(zhu)要(yao)任(ren)務期(qi)間(jian)，盡(jin)管缺乏近(jin)距(ju)離(li)特寫的(de)(de)鏡(jing)頭和機械上(shang)的(de)(de)問題，還(huan)是傳回來(lai)(lai)了(le)許(xu)多的(de)(de)資料，并且有(you)一(yi)些(xie)重大的(de)(de)發現(xian)。伽利(li)略(lve)(lve)號觀測(ce)到了(le)Pillan火(huo)山的(de)(de)主(zhu)要(yao)爆(bao)發，并且證(zheng)實(shi)火(huo)山爆(bao)發由硅酸(suan)鹽的(de)(de)巖等(deng)離(li)子體(ti)和富含鎂(mei)的(de)(de)鎂(mei)鐵質和超鎂(mei)鐵質成(cheng)分與硫磺和二(er)氧(yang)化硫組(zu)成(cheng)，類(lei)似(si)于地球(qiu)上(shang)的(de)(de)水和二(er)氧(yang)化碳所扮演的(de)(de)角色。在任(ren)務的(de)(de)主(zhu)要(yao)期(qi)間(jian)，幾(ji)乎每一(yi)條軌(gui)道(dao)都(dou)獲得了(le)艾奧遠距(ju)離(li)的(de)(de)影像，顯露很大數量的(de)(de)火(huo)山活(huo)動(dong)（來(lai)(lai)自表(biao)面和火(huo)山流束兩者的(de)(de)巖等(deng)離(li)子體(ti)冷卻(que)時都(dou)散發出(chu)輻射熱），眾多的(de)(de)山和廣泛的(de)(de)型態學上(shang)的(de)(de)變化，還(huan)有(you)在旅行者和伽利(li)略(lve)(lve)的(de)(de)年代之(zhi)間(jian)，以(yi)及(ji)伽利(li)略(lve)(lve)不同的(de)(de)軌(gui)道(dao)期(qi)間(jian)，在表(biao)面發生的(de)(de)變化。

伽利略(lve)號的(de)(de)任(ren)務在(zai)(zai)(zai)1997和2000年(nian)兩度(du)的(de)(de)延(yan)展(zhan)，在(zai)(zai)(zai)這(zhe)些(xie)延(yan)長任(ren)務的(de)(de)期(qi)間，航(hang)天(tian)(tian)器在(zai)(zai)(zai)1999年(nian)末至2000年(nian)初，三度(du)飛(fei)越艾(ai)奧(ao)；在(zai)(zai)(zai)2001年(nian)末至2002年(nian)初又再三度(du)飛(fei)越。在(zai)(zai)(zai)這(zhe)些(xie)遭遇時(shi)間的(de)(de)觀察(cha)透(tou)露了(le)(le)艾(ai)奧(ao)的(de)(de)火山(shan)和山(shan)的(de)(de)地質過程(cheng)，排(pai)除了(le)(le)磁場(chang)的(de)(de)出現(xian)，并且(qie)證實了(le)(le)火山(shan)運動的(de)(de)程(cheng)度(du) [17] 。在(zai)(zai)(zai)2000年(nian)的(de)(de)12月，卡西(xi)尼航(hang)天(tian)(tian)器在(zai)(zai)(zai)前往(wang)土星的(de)(de)路(lu)程(cheng)上(shang)與木星系統(tong)有過短暫的(de)(de)邂逅，與伽利略(lve)號聯(lian)合一(yi)起(qi)觀測。這(zhe)次(ci)的(de)(de)觀測在(zai)(zai)(zai)特瓦史塔火山(shan)口(kou)發現(xian)了(le)(le)一(yi)個新的(de)(de)流束和證實觀察(cha)到(dao)了(le)(le)艾(ai)奧(ao)的(de)(de)極光。

后續觀測

在(zai)伽利略號之后的(de)2003年9月，火(huo)熱的(de)困(kun)境出現在(zai)木星的(de)大氣層，地基(ji)的(de)望(wang)遠(yuan)鏡觀測到艾奧有新的(de)火(huo)山活動。特(te)別(bie)是，來自夏(xia)威夷凱克望(wang)遠(yuan)鏡的(de)自適應光學(xue)(xue)所獲取(qu)的(de)影像，和哈勃空間望(wang)遠(yuan)鏡允許(xu)天(tian)文(wen)學(xue)(xue)家監(jian)測艾奧的(de)火(huo)山活動。這些影像使得科學(xue)(xue)家不(bu)需要用到航(hang)天(tian)器(qi)就(jiu)能監(jian)測艾奧的(de)火(huo)山活動。

前往冥王星和柯伊伯帶(dai)的(de)航天器新視野(ye)號在(zai)2007年2月28日在(zai)路途中接近木星和艾奧(ao)(ao)。在(zai)接近木衛(wei)一(yi)期間，它(ta)獲得許多艾奧(ao)(ao)的(de)遠距離觀(guan)測資料，包括特瓦史塔火山(shan)(shan)口(kou)的(de)巨大流(liu)束，證實了是(shi)自從1979年在(zai)艾奧(ao)(ao)觀(guan)測到(dao)裴蕾火山(shan)(shan)的(de)第一(yi)個(ge)流(liu)束以來最大的(de)。新視野(ye)號也捕捉(zhuo)到(dao)Girru Patera在(zai)接近與進(jin)入早期噴(pen)發(fa)前的(de)影樣，還有一(yi)些在(zai)伽(jia)利略號就已經觀(guan)察到(dao)噴(pen)發(fa)的(de)火山(shan)(shan)。

目前有(you)兩個(ge)(ge)探測木星(xing)(xing)系(xi)統的計劃即將(jiang)執行。朱(zhu)諾(nuo)號航天器(qi)在(zai)2011年(nian)發(fa)射，影像的能力雖然(ran)受到限制，但(dan)它可以使(shi)用近(jin)(jin)紅外(wai)線分光儀（JIRAM）提供艾(ai)(ai)(ai)(ai)奧(ao)(ao)的火(huo)山活動(dong)。歐羅(luo)巴(ba)木星(xing)(xing)系(xi)統任務（EJSM）是(shi)NASA和ESA合(he)作(zuo)的計劃，它已在(zai)2009年(nian)2月獲得(de)核準(zhun)，但(dan)發(fa)射的預定日(ri)期在(zai)2020年(nian)，將(jiang)使(shi)用二艘(sou)航天器(qi)研究(jiu)艾(ai)(ai)(ai)(ai)奧(ao)(ao)：NASA的木星(xing)(xing)歐羅(luo)巴(ba)軌(gui)(gui)(gui)道(dao)者和ESA的木星(xing)(xing)蓋(gai)尼米得(de)軌(gui)(gui)(gui)道(dao)者。因為(wei)(wei)這兩艘(sou)航天器(qi)的主要任務是(shi)研究(jiu)木星(xing)(xing)的冰衛(wei)星(xing)(xing)，所(suo)以對艾(ai)(ai)(ai)(ai)奧(ao)(ao)的觀察(cha)幾乎都是(shi)在(zai)比(bi)較遠的距離上，木星(xing)(xing)歐羅(luo)巴(ba)軌(gui)(gui)(gui)道(dao)者在(zai)進入環繞歐羅(luo)巴(ba)的軌(gui)(gui)(gui)道(dao)之前，在(zai)2025年(nian)和2026年(nian)之間將(jiang)四度接近(jin)(jin)與飛(fei)掠過(guo)艾(ai)(ai)(ai)(ai)奧(ao)(ao)，但(dan)是(shi)ESA的貢獻仍將(jiang)面(mian)對ESA其他項目在(zai)經費上的競爭(zheng)。除了NASA已經批準(zhun)的這兩個(ge)(ge)計劃之外(wai)，還有(you)幾個(ge)(ge)與艾(ai)(ai)(ai)(ai)奧(ao)(ao)相(xiang)關的計劃被提出。一個(ge)(ge)稱(cheng)為(wei)(wei)艾(ai)(ai)(ai)(ai)奧(ao)(ao)火(huo)山觀測者的計劃將(jiang)在(zai)2015年(nian)發(fa)射，它設定為(wei)(wei)發(fa)現級(ji)的任務，并(bing)將(jiang)多次飛(fei)越艾(ai)(ai)(ai)(ai)奧(ao)(ao)，但(dan)這個(ge)(ge)計劃仍在(zai)概念研究(jiu)的階段。

研究發現

木星衛星數目

木星衛星數(shu)目(mu)現已高(gao)達63顆(ke)，其中最(zui)(zui)大的(de)(de)(de)四顆(ke)：木衛一、木衛二、木衛三和(he)木衛四最(zui)(zui)為(wei)著名，早在1610年，伽(jia)利略便已通過他的(de)(de)(de)望遠鏡觀測到這(zhe)四顆(ke)衛星，并以之證(zheng)(zheng)明并非所(suo)有的(de)(de)(de)天體都(dou)繞地球運(yun)行(xing)，成為(wei)“日心說（地動說）”的(de)(de)(de)最(zui)(zui)佳證(zheng)(zheng)據之一，因此天文上(shang)以“伽(jia)利略衛星”稱呼這(zhe)四顆(ke)木星的(de)(de)(de)大衛星。

旅(lv)行者號宇宙飛船約在(zai)20幾年前(qian)掠過(guo)木星(xing)附近時(shi)，觀(guan)測(ce)到木衛(wei)一(yi)的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)有(you)(you)非常活躍(yue)的(de)(de)(de)火山(shan)(shan)活動，地面(mian)科學家持續(xu)監測(ce)木衛(wei)一(yi)，結果發現它(ta)是太(tai)(tai)陽系中(zhong)火山(shan)(shan)活動最(zui)(zui)頻(pin)繁的(de)(de)(de)天(tian)體(ti)。而前(qian)幾年才剛功成身退(tui)的(de)(de)(de)“伽利(li)略”號宇宙飛船則發現木衛(wei)一(yi)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)火山(shan)(shan)熱點溫(wen)度(du)高達攝氏(shi)1610度(du)左右，相較之下，地球(qiu)上(shang)的(de)(de)(de)火山(shan)(shan)（如(ru)夏威夷的(de)(de)(de)幾勞亞火山(shan)(shan)等）只(zhi)有(you)(you)攝氏(shi)1000度(du)左右，頓(dun)時(shi)使木衛(wei)一(yi)成為(wei)太(tai)(tai)陽系中(zhong)表(biao)面(mian)溫(wen)度(du)僅次于太(tai)(tai)陽的(de)(de)(de)天(tian)體(ti)（太(tai)(tai)陽表(biao)面(mian)溫(wen)度(du)約5700度(du)左右）。已知木衛(wei)一(yi)表(biao)面(mian)有(you)(you)超(chao)過(guo)100座的(de)(de)(de)火山(shan)(shan)，并證實木衛(wei)一(yi)的(de)(de)(de)火山(shan)(shan)活動頻(pin)率高達地球(qiu)的(de)(de)(de)30倍以上(shang)。天(tian)文學家認為(wei)：木衛(wei)一(yi)的(de)(de)(de)火山(shan)(shan)之所以如(ru)此活躍(yue)，原因在(zai)于它(ta)是四(si)顆中(zhong)最(zui)(zui)接近木星(xing)的(de)(de)(de)一(yi)個(ge)，受到木星(xing)強(qiang)大的(de)(de)(de)潮(chao)汐力和磁(ci)場影(ying)響非常嚴重。

美國華(hua)盛頓大學(xue)行星科學(xue)家利用(yong)計算機(ji)仿真木(mu)衛一(yi)表面火(huo)山爆發的(de)(de)情形，結(jie)果(guo)顯示木(mu)衛一(yi)表面的(de)(de)熔(rong)巖溫度(du)之高，使(shi)其中所含有的(de)(de)鈉(na)、鉀、硅、鐵(tie)等都(dou)被(bei)蒸(zheng)發成(cheng)氣(qi)(qi)體(ti)，有部(bu)分變成(cheng)單原子(zi)氣(qi)(qi)體(ti)，有部(bu)分則(ze)維(wei)持分子(zi)狀態，如(ru)一(yi)氧化(hua)硅、二(er)氧化(hua)硅、一(yi)氧化(hua)鐵(tie)等，成(cheng)為木(mu)衛一(yi)大氣(qi)(qi)層的(de)(de)一(yi)部(bu)份(fen)。科學(xue)家們曾(ceng)在(zai)2000年時提出預測：這(zhe)些被(bei)蒸(zheng)發的(de)(de)巖石成(cheng)分，與火(huo)山氣(qi)(qi)體(ti)中的(de)(de)硫或氯(lv)(lv)等交互(hu)作(zuo)用(yong)之后，可能產生一(yi)些罕見的(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti)，如(ru)氯(lv)(lv)化(hua)鈉(na)、氯(lv)(lv)化(hua)鉀、二(er)氯(lv)(lv)化(hua)鎂、二(er)氯(lv)(lv)化(hua)鐵(tie)等。

天文學家在(zai)2003年時真的(de)在(zai)木衛一表(biao)面(mian)(mian)發現氯化(hua)(hua)鈉氣(qi)體成分，但因(yin)觀(guan)測(ce)(ce)結果靈敏(min)度不足，無法偵測(ce)(ce)出氯化(hua)(hua)鉀氣(qi)體的(de)存(cun)在(zai)。如(ru)今(jin)，科學家們利用伽利略(lve)衛星(xing)的(de)觀(guan)測(ce)(ce)資料，配合他(ta)(ta)們的(de)地面(mian)(mian)望(wang)遠鏡觀(guan)測(ce)(ce)結果，分析后(hou)發現：木衛一表(biao)面(mian)(mian)熾(chi)熱熔巖中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)鈉和鉀，正在(zai)蒸發成氣(qi)體進入大氣(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)。此外他(ta)(ta)們還發現一氧化(hua)(hua)硅則是(shi)熔巖中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)硅類氣(qi)體的(de)主要成分；由于天文學家在(zai)太空中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)已觀(guan)測(ce)(ce)到(dao)一氧化(hua)(hua)硅的(de)存(cun)在(zai)，尤其是(shi)表(biao)面(mian)(mian)溫度較冷(leng)的(de)恒星(xing)大氣(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，因(yin)此使得木衛一表(biao)面(mian)(mian)一氧化(hua)(hua)硅的(de)發現顯得格(ge)外引人(ren)注目，他(ta)(ta)們還希望(wang)能在(zai)火山噴出的(de)氣(qi)體中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)直接偵測(ce)(ce)到(dao)一氧化(hua)(hua)硅氣(qi)體。相(xiang)關研究(jiu)成果發表(biao)在(zai)2004年5月份的(de)《伊卡魯斯》雜志中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)（行星(xing)科學的(de)主要刊(kan)物）。

是太陽系最熾熱(re)的衛星

2004年，天文(wen)學家們(men)研究(jiu)發(fa)現(xian)，太(tai)陽(yang)(yang)系內(nei)（除太(tai)陽(yang)(yang)外）最(zui)熾熱的星(xing)體并不是人們(men)一(yi)貫認(ren)為(wei)的距離太(tai)陽(yang)(yang)最(zui)近的行星(xing)水星(xing)和(he)金星(xing)，而是木(mu)星(xing)的衛(wei)(wei)星(xing)木(mu)衛(wei)(wei)一(yi)（木(mu)星(xing)最(zui)明(ming)亮的四顆衛(wei)(wei)星(xing)之一(yi)，400年前由伽利略最(zui)先發(fa)現(xian)）。

當然(ran)，使(shi)得木(mu)(mu)衛(wei)一有(you)如(ru)此之高(gao)的溫(wen)度并不是(shi)太陽輻(fu)射的功勞，而(er)是(shi)它(ta)內部劇烈火(huo)山(shan)活(huo)動(dong)的結(jie)果(guo)。在太陽系內部，再沒有(you)任(ren)何其它(ta)行星(xing)(xing)或衛(wei)星(xing)(xing)能與木(mu)(mu)衛(wei)一在火(huo)山(shan)數(shu)量上相媲美。

天文學家(jia)們首(shou)次(ci)發(fa)現木衛(wei)一(yi)上強烈的(de)火(huo)山(shan)(shan)活(huo)動是在(zai)20多(duo)年前，當時美國的(de)“旅行者”號(hao)星(xing)際(ji)探(tan)測器曾給(gei)木衛(wei)一(yi)拍攝了一(yi)系列照(zhao)片。此后，在(zai)木星(xing)附(fu)近工作了約8年的(de)“伽利(li)略”號(hao)探(tan)測器還為(wei)這顆熾(chi)熱的(de)衛(wei)星(xing)進行了近距離拍照(zhao)。正是以(yi)這些(xie)照(zhao)片為(wei)依據科學家(jia)們確定了木衛(wei)一(yi)上有著(zhu)非常劇烈的(de)火(huo)山(shan)(shan)活(huo)動，其表面(mian)溫度可達1610攝氏(shi)度。

來自圣路易斯華盛頓大(da)(da)學的(de)(de)(de)研究人員(yuan)對木(mu)(mu)衛一上(shang)的(de)(de)(de)火山噴(pen)發進行(xing)的(de)(de)(de)計算機模擬實驗顯(xian)示(shi)，木(mu)(mu)衛一火山爆(bao)發噴(pen)射出的(de)(de)(de)熔(rong)巖能(neng)夠將其(qi)表面的(de)(de)(de)鈉(na)、鉀、硅、鐵(tie)等物質(zhi)及其(qi)化(hua)(hua)合(he)物熔(rong)化(hua)(hua)并(bing)蒸(zheng)發到大(da)(da)氣(qi)(qi)中(zhong)。這些(xie)物質(zhi)的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)化(hua)(hua)物與火山巖氣(qi)(qi)體（含亞硫(liu)化(hua)(hua)物及氯(lv)化(hua)(hua)物）發生反應便(bian)形成了木(mu)(mu)衛一大(da)(da)氣(qi)(qi)特有的(de)(de)(de)組成成份：鈉(na)和(he)鉀的(de)(de)(de)氯(lv)化(hua)(hua)物以及鎂(mei)和(he)鐵(tie)的(de)(de)(de)二氯(lv)化(hua)(hua)物。

氣態(tai)氯化(hua)鈉在木衛(wei)一上已經找(zhao)到(dao)，就條件來看(kan)，要(yao)找(zhao)到(dao)氣態(tai)氯化(hua)鉀我(wo)們的(de)探測器的(de)靈敏度還需要(yao)加(jia)以改進。

盡(jin)管科學家(jia)們已(yi)經獲取了(le)有關木衛一(yi)(yi)的(de)許(xu)多資料，但憑這些資料還(huan)遠遠不(bu)能讓(rang)科學家(jia)們揭開木衛一(yi)(yi)神秘的(de)面紗(sha)：這顆大小僅與月(yue)球相(xiang)當的(de)衛星如何(he)保持如此之高的(de)巖(yan)漿溫度？如此高溫的(de)巖(yan)漿卻為何(he)熔(rong)化(hua)不(bu)了(le)其(qi)(qi)周圍的(de)巖(yan)石(shi)？它的(de)巖(yan)石(shi)圈（包(bao)括(kuo)地殼(ke)和地幔(man)上部）到底有多厚多堅固？如果它上面有山，其(qi)(qi)高度會不(bu)會賽過珠穆(mu)朗瑪峰？當然，要(yao)解(jie)開這一(yi)(yi)系列的(de)疑惑尚需(xu)要(yao)天文學家(jia)們持續(xu)不(bu)斷的(de)努力。 [22]

火山爆發頻繁

科學家研究發(fa)現(xian)太陽系最活躍的(de)火山即將爆發(fa)，而火山爆發(fa)活動頻繁的(de)木衛(wei)在未來的(de)某一天(tian)將可(ke)能休眠(mian)。

此(ci)前，離(li)木(mu)星(xing)(xing)距離(li)最近一顆大(da)(da)衛星(xing)(xing)木(mu)衛一已(yi)多次出現火(huo)山(shan)爆發活(huo)(huo)動，其(qi)(qi)表(biao)層被(bei)火(huo)山(shan)灰覆蓋，其(qi)(qi)表(biao)面還有數十(shi)個活(huo)(huo)火(huo)山(shan)。而木(mu)衛一的大(da)(da)小和月亮(liang)差不(bu)多。科(ke)學家介(jie)紹稱，木(mu)衛一表(biao)面火(huo)山(shan)運功頻繁的原因是木(mu)星(xing)(xing)與其(qi)(qi)另(ling)外三個衛星(xing)(xing)引力的共同(tong)影(ying)響(xiang)。因為木(mu)星(xing)(xing)與其(qi)(qi)衛星(xing)(xing)的引力引發了木(mu)衛一表(biao)面不(bu)同(tong)地(di)區的引力變(bian)化(hua)，造成不(bu)同(tong)地(di)區的拉伸和地(di)殼變(bian)化(hua)。

這種(zhong)引力的(de)拉伸，造成(cheng)木衛一表面每隔10米就會發生向(xiang)上和向(xiang)下的(de)運動(dong)，因(yin)此(ci)引發了地(di)殼的(de)劇(ju)烈活動(dong)。法國巴黎天文臺經過長時間的(de)觀測和研究，已經證(zheng)實了這種(zhong)火山頻繁活動(dong)的(de)原因(yin)。

科學家稱，最讓人震驚的是，如果這種運動過(guo)于激(ji)烈，將會(hui)使(shi)(shi)附近的(de)(de)衛星進入一(yi)個圓形軌(gui)道，而不是(shi)此前的(de)(de)橢(tuo)圓形軌(gui)道，那(nei)(nei)么太陽系的(de)(de)規(gui)律將會(hui)發(fa)(fa)生(sheng)重大變化。實際上，科(ke)學家(jia)結合1891年就開始對木衛一(yi)的(de)(de)觀測數據，已經發(fa)(fa)現了這種細微的(de)(de)變化。加州大學的(de)(de)舒伯特教授認(ren)為，一(yi)旦木衛一(yi)處于休眠狀態(tai)，那(nei)(nei)么木星的(de)(de)軌(gui)道也會(hui)發(fa)(fa)生(sheng)變化，從而使(shi)(shi)得衛星的(de)(de)軌(gui)道發(fa)(fa)生(sheng)變化。科(ke)學家(jia)們把相關(guan)的(de)(de)研究(jiu)數據發(fa)(fa)表在(zai)了《自然》雜志上。

2014年3月科學家發現木衛一噴出近300公里高噴流。

2014年8月(yue)7日，美(mei)國宇航(hang)局網(wang)站報(bao)道(dao)，在2013年8月(yue)份(fen)的兩個星期(qi)時間內，木(mu)星4顆伽利略衛(wei)(wei)星之一的木(mu)衛(wei)(wei)一上連續發(fa)生了三次大規模的火(huo)山(shan)噴發(fa)事件。

2016年5月16日(ri)《自然地球科(ke)學(xue)》網(wang)絡版上，來自美國地質勘探局天文科(ke)學(xue)中心的(de)(de)科(ke)學(xue)家McKinnon和Michael T. Bland發(fa)表(biao)了一篇關(guan)于(yu)計算機模(mo)(mo)型(xing)的(de)(de)文章，該計算機模(mo)(mo)型(xing)能夠(gou)構(gou)建(jian)數字化的(de)(de)模(mo)(mo)擬高山(shan)。McKinnon稱行星研究學(xue)者們認(ren)為，木(mu)衛(wei)(wei)一上的(de)(de)高山(shan)也許(xu)是由于(yu)它持續(xu)的(de)(de)火山(shan)噴發(fa)造成(cheng)(cheng)巖(yan)漿遍布整個星球而形成(cheng)(cheng)的(de)(de)，噴涌到(dao)木(mu)衛(wei)(wei)一表(biao)面的(de)(de)巖(yan)漿有向(xiang)下流動(dong)的(de)(de)趨(qu)勢。由于(yu)木(mu)衛(wei)(wei)一是一個球體，在(zai)它向(xiang)下流動(dong)的(de)(de)過(guo)程中，受到(dao)壓力(li)的(de)(de)作用(yong)從(cong)而增加縱向(xiang)深度(du)。

McKinnon表(biao)示，這也許能(neng)解(jie)釋(shi)為(wei)什么(me)在高(gao)山旁常有最近噴(pen)發(fa)的(de)(de)巖(yan)(yan)漿。地(di)(di)殼(ke)深處(chu)的(de)(de)壓(ya)力強(qiang)度(du)非常大，當裂縫延(yan)伸至地(di)(di)表(biao)，壓(ya)力得到釋(shi)放，整(zheng)個斷層(ceng)的(de)(de)壓(ya)力環(huan)(huan)境(jing)也隨之(zhi)改(gai)變，為(wei)巖(yan)(yan)漿噴(pen)發(fa)提供了通道。它還能(neng)解(jie)釋(shi)木(mu)衛一(yi)上的(de)(de)一(yi)個不(bu)(bu)起眼的(de)(de)特征：高(gao)山與火(huo)山的(de)(de)反關(guan)聯性。不(bu)(bu)僅是(shi)因(yin)(yin)為(wei)逐(zhu)(zhu)漸變重(zhong)的(de)(de)巖(yan)(yan)漿使得地(di)(di)殼(ke)深處(chu)壓(ya)力增(zeng)強(qiang)，也因(yin)(yin)為(wei)溫(wen)度(du)在逐(zhu)(zhu)漸升高(gao)。高(gao)溫(wen)使巖(yan)(yan)石逐(zhu)(zhu)漸膨(peng)脹，但由于空間不(bu)(bu)足(zu)，又(you)(you)再(zai)次處(chu)于壓(ya)縮環(huan)(huan)境(jing)之(zhi)中。只(zhi)要火(huo)山持續噴(pen)發(fa)，會帶走熱(re)量，使得熱(re)應力變低，減少形(xing)(xing)成高(gao)山的(de)(de)可(ke)能(neng)性。但一(yi)旦噴(pen)發(fa)結(jie)束(shu)，地(di)(di)殼(ke)又(you)(you)重(zhong)新變熱(re)，熱(re)應力增(zeng)強(qiang)，形(xing)(xing)成高(gao)山的(de)(de)可(ke)能(neng)性又(you)(you)增(zeng)加了。

探索計劃

美國國家(jia)航空航天局(ju)（NASA）計劃2026年(nian)向木衛(wei)一(yi)發射“伊娥火山觀(guan)測器”（IVO），2031年(nian)到達木衛(wei)一(yi)。它(ta)將(jiang)收集更多數據，以便科學家(jia)更好地(di)了解木衛(wei)一(yi)的潮汐加熱和火山活動。

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