火山世界掠影：木星卫星木卫一的新望远镜图像与航天器的图像不相上下
位于格雷厄姆山的UArizona管理的大型双目望远镜是同类望远镜中唯一的一台，有两个27英尺的镜子并排安装。强大的自适应光学系统可以补偿大气湍流带来的模糊，使其成为世界上最强大的地球天文台之一。来源：uux.cn美国国家航空航天局
（神秘的地球uux.cn）据亚利桑那大学（Daniel Stolte）：亚利桑那州格雷厄姆山上的大型双目望远镜拍摄的木星火山密布的卫星木卫一的新图像，提供了有史以来使用地球仪器获得的木卫一最高分辨率。这些观测是通过一种名为SHARK-VIS的新型高对比度光学成像仪器和望远镜的自适应光学系统实现的，该系统可以补偿大气湍流引起的模糊。
这些图像将发表在《地球物理研究快报》杂志上，揭示了直径小至50英里的表面特征，这一空间分辨率迄今为止只有通过发送到木星的航天器才能实现。研究小组表示，这相当于从100英里外拍摄一张一角硬币大小的物体的照片。
SHARK-VIS使研究人员能够确定木卫一最著名的火山之一贝利周围的一次重大重新浮出水面事件。根据该论文的第一作者Al Conrad的说法，木卫一是太阳系中火山活动最活跃的天体，其喷发使地球上的同时代人相形见绌。
“因此，木卫一提供了一个独特的机会来了解在遥远的过去帮助塑造地球和月球表面的强大喷发，”大型双目望远镜天文台的副科学家康拉德说。大型双目望远镜，或称LBT，是亚利桑那大学斯图尔特天文台下属的格雷厄姆山国际天文台的一部分。
康拉德补充说，像这样的研究将有助于研究人员理解为什么太阳系中的一些世界是火山世界，而另一些世界不是火山世界。它们也可能有一天揭示附近恒星周围系外行星系统中的火山世界。
木卫一比地球的卫星稍大，是木星伽利略卫星中最内侧的，除了木卫一，还包括木卫二、木卫三和木卫四。木卫一被困在木星、木卫二和木卫三之间的引力“拉锯战”中，不断受到挤压，导致其内部摩擦性热量积聚，这被认为是其持续广泛火山活动的原因。
通过监测木卫一表面的喷发，科学家们希望深入了解月球表面下物质的热驱动运动、其内部结构，并最终了解导致木卫一强烈火山活动的潮汐加热机制。
木卫一的火山活动于1979年首次被发现，当时美国国家航空航天局旅行者号任务的工程师琳达·莫拉比托在该航天器著名的外行星“大旅行”中拍摄的一张照片中发现了喷发羽流。从那时起，从太空和地球望远镜上进行了无数次观测，记录了木卫一不安的本性。
木星卫星木卫一，由SHARK-VIS于2024年1月10日拍摄。这是迄今为止由地球望远镜获得的木卫一分辨率最高的图像。这张图像结合了三个光谱带——红外、红色和黄色——以突出贝利火山周围的红色环（月球中心下方和右侧）和贝利火山右侧的皮兰佩特拉周围的白色环。资料来源：uux.cn/INAF/大型双目望远镜天文台/乔治亚州立大学；SHARK-VIS/F.Pedichini的IRV波段观测；D.霍普、S.杰弗里斯、G.李考思加工
该研究的合著者、美国国家航空航天局喷气推进实验室的首席科学家阿什利·戴维斯表示，SHARK-VIS拍摄的新图像细节丰富，使研究小组能够确定一个重大的重新浮出水面事件，即位于木卫一南半球靠近赤道的一座名为贝利的著名火山周围的羽状沉积物被邻近火山皮兰佩特拉的喷发沉积物覆盖。美国国家航空航天局的伽利略号宇宙飞船也观测到了类似的喷发序列，该飞船在1995年至2003年间探索了木星系统。
戴维斯说：“我们将这些变化解释为皮兰佩特拉火山喷发产生的深色熔岩沉积物和白色二氧化硫沉积物，这些沉积物部分覆盖了贝利富含硫的红色羽状沉积物。”。“在SHARK-VIS之前，这种重新浮出水面的事件是不可能从地球上观察到的。”
加州大学伯克利分校天文学名誉教授、合著者Imke de Pater解释说，虽然红外望远镜图像可以探测到正在进行的火山喷发引起的热点，但它们不够清晰，无法揭示表面细节和明确地确定喷发的位置。
德帕特尔说：“像SHARK-VIS和LBT提供的那样，在可见波长下更清晰的图像对于识别喷发的位置和红外无法检测到的表面变化（如新的羽状沉积物）至关重要。”他补充说，可见光观测为研究人员解释红外观测提供了重要的背景，包括目前正在绕木星运行的朱诺号等航天器的观测。
SHARK-VIS由罗马天文台的意大利国家天体物理研究所建造，由首席研究员Fernando Pedichini领导的团队管理，项目经理Roberto Piazzesi协助。
2023年，它与互补的近红外仪器SHARK-NIR一起安装在LBT，以充分利用望远镜出色的自适应光学系统。该仪器内置一个快速、超低噪声的相机，使其能够在“快速成像”模式下观察天空，捕捉慢动作镜头，冻结大气湍流造成的光学失真，并以前所未有的清晰度对数据进行后期处理。
意大利国家天体物理研究所SHARK-VIS的数据处理经理Gianluca Li Causi解释道：“我们在计算机上处理数据，以消除传感器电子足迹的任何痕迹。然后，我们选择最好的帧，并使用一个名为Kraken的高效软件包进行组合，该软件包由我们的同事、佐治亚州立大学的Douglas Hope和Stuart Jefferies开发。Kraken可以消除大气影响，以令人难以置信的清晰度揭示木卫一。”
SHARK-VIS仪器科学家Simone Antoniucci表示，他预计将对整个太阳系的物体进行新的观测。
他说：“SHARK-VIS的敏锐视野特别适合观察许多太阳系天体的表面，不仅是巨型行星的卫星，还有小行星。”。“我们已经观察到其中一些，目前正在分析数据，并计划观察更多。”
