Astronomi so prvič videli jasne dokaze, da iz Io-ovih vulkanov izbruhnejo pluti strupenih vulkanskih plinov.
Nove radijske slike Jupitrove lune dajejo odgovore na vprašanja o Io-jevem ozračju.
Io je najbolj vulkansko mesto v sončnem sistemu. Njegovo površino pokriva več kot 400 aktivnih vulkanov, kar je manifestacija notranje napetosti satelita, saj ga gravitacijsko vleče v različne smeri ne samo Jupiter, temveč tudi trije drugi galilejski sateliti plinskega velikana.
V tanki atmosferi in na površini Io je žveplov dioksid prevladujoč – da, žveplo – se izloča od znotraj. Skozi vulkanske razpoke bruha plin in se ponoči usede na tla, hladi in daje satelitu rumene in oranžne odtenke.
Toda koliko tega plina prihaja neposredno iz vulkanov v primerjavi s tem, koliko izhaja iz zamrznjene površine žveplovega dioksida, ogretega s soncem? Težko je bilo količinsko opredeliti.
“Ni znano, kateri proces poganja dinamiko v atmosferi Io,” je dejal astronom Imke de Pater z kalifornijske univerze v Berkeleyju.
»Ali gre za vulkansko dejavnost ali plin, ki sublimira z ledene površine, ko je Io na sončni svetlobi? Pokazali smo, da imajo vulkani velik vpliv na ozračje. '
Raziskovalci imajo končno odgovore, hkrati pa so na Luni lahko zaznali plume vulkanskega žvepla.
Za svet, v katerem vulkanski plin nenehno pušča, je Ioova atmosfera presenetljivo tanka; večina plina uhaja zaradi zapletenih interakcij z Jupitrom in njegovim magnetnim poljem s hitrostjo približno 1 metrično tono na sekundo, kar prispeva k nastanku ogromnega krofa plazme, imenovanega Io-ov plazemski torus, ki kroži okoli Jupitra.
Preostala atmosfera lahko veliko pove o geoloških procesih v Luni, ki pa nam lahko pomagajo razumeti nekaj dinamike planetov zunaj našega sončnega sistema.
Video prikazuje slike Jupitrove lune Io v radijskem spektru (ki jo je pridobila ALMA) in v optični svetlobi (iz misij Voyager 1 in Galileo), ko jo Jupiter zatemni in izstopi iz mrka. Radijski posnetki prvič prikazujejo plume žveplovega dioksida (v rumeni barvi), ki se dvigajo iz vulkanov na Iu. [Video dovolil ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), I. de Pater et al.; NRAO / AUI NSF, S. Dagnello; NASA].
Če natančno poznamo učinke konkurenčnih gravitacijskih vplivov na Io in zakaj ti vplivi nimajo enakega učinka na druga telesa, lahko bolj utemeljeno sklepamo o tem, kako gravitacija vpliva na eksplanete predaleč, da bi jih dobro videli.
Torej so astronomi uporabili teleskope Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) v Čilu, da Io natančneje preučujejo v radijskih valovih, ko se premika v Jupitrovo senco in iz nje.
Najprej so ugotovili, da v Iovi atmosferi ni ostal žveplov dioksid. Ponoči temperatura pade pod ledišče žveplovega dioksida.
Barvna slika Io vesoljskega plovila Galileo. (NASA / JPL / Univerza v Arizoni)
Ko je površina ponovno izpostavljena dnevni svetlobi, se zamrznjeni žveplov dioksid sublimira nazaj v ozračje in ga napolni v približno 10 minutah – veliko hitreje, kot je bilo pričakovano.
Ta nenavadna muha se je izkazala za odlično orodje za preučevanje vplivov vulkanske atmosfere.
“Ko Io vstopi v Jupitrovo senco in je zunaj neposredne sončne svetlobe, je prehladno za žveplov plin, ki se kondenzira na površini Ioja,” je pojasnila astronomka Statia Lush-Cook s univerze Columbia.
»V tem času lahko vidimo le žveplov dioksid vulkanskega izvora. Tako lahko natančno vidimo, na koliko atmosfere vpliva vulkanska dejavnost. '
Na posnetkih ALMA so astronomi prvič lahko jasno prepoznali sledi emisij žveplovega dioksida in žveplovega oksida iz vulkanskih virov.
V vulkanskih regijah, kjer ni žveplovega dioksida ali monoksida, so videli nekaj drugega – kalijev klorid, še en vulkanski plin.
To kaže na to, da iz različnih akumulacij magme izbruhnejo različni vulkani.
Na podlagi slik je ekipa lahko izračunala prispevek vulkanov k atmosferi Io. 30 do 50 odstotkov žveplovega dioksida prihaja neposredno iz vulkanov.
Raziskovalci pravijo, da bo naslednji korak poskus merjenja temperature Io-ove atmosfere, zlasti na majhnih nadmorskih višinah.
“Za merjenje temperature Io-ove atmosfere moramo pri svojih opazovanjih doseči višjo ločljivost, ki zahteva daljše opazovanje satelita. To lahko storimo samo, ko je Io na sončni svetlobi, «je dejal de Pater.
Študija je na voljo v dveh člankih, enega objavljenem v The Planetary Science Journal in drugem v tisku The Planetary Science Journal ter naloženo v arXiv.
