Космический корабль НАСА «Юнона» в двух недавних пролетах пролетел на расстояние 1500 км (930 миль) от поверхности спутника Юпитера Ио. Это достаточно близко, чтобы раскрыть новые детали поверхности этой луны, самого вулканического объекта в Солнечной системе. «Юнона» не только запечатлела вулканическую активность, но и ученые смогли создать на основе данных визуальную анимацию, которая показывает, как выглядело бы лавовое озеро Локи Патера на Ио длиной 200 км, если бы можно было подойти еще ближе. В центре магматического озера, окруженного горячей лавой, расположены острова. Поверхность озера гладкая, как стекло, как обсидиан.
«Ио просто усеяна вулканами, и мы застали некоторые из них в действии», — сказал главный исследователь «Юноны» Скотт Болтон во время пресс-конференции на Генеральной ассамблее Европейского геофизического союза в Вене, Австрия. «Есть удивительные детали, показывающие эти сумасшедшие острова, расположенные посреди потенциально магматического озера, окруженного горячей лавой. Зеркальное отражение озера, зафиксированное нашими приборами, позволяет предположить, что некоторые части поверхности Ио гладкие, как стекло, и напоминают обсидиановое стекло, созданное вулканом на Земле».
Только представьте, если бы вы могли стоять на берегу этого озера – вид сам по себе был бы потрясающий. Но затем вы могли бы посмотреть вверх и увидеть гигантский Юпитер, маячащий в небе над вами.
Юнона совершила два близких облета Ио в декабре 2023 и феврале 2024 года. Изображения с камеры JunoCam включали в себя первые изображения северных широт Луны крупным планом. Несомненно, Ио похожа на пиццу – к такому выводу пришли наши первые наблюдения за этой луной, когда «Вояджер-1» пролетел через систему Юпитера в марте 1979 года. Пятнистая и красочная поверхность возникла в результате вулканической активности, с сотнями жерл и кальдер. на поверхности, которые создают разнообразные особенности. Вулканические шлейфы и потоки лавы на поверхности проявляются во всех цветах: от красного и желтого до оранжевого и черного. Некоторые лавовые «реки» тянутся на сотни километров.
Учёным «Юноны» также удалось воссоздать впечатляющую особенность на Ио — шпилеобразной горе, получившей прозвище «Шпиль». Высота этого объекта составляет от 5 до 7 километров (3–4,3 мили). Трудно понять, какой тип вулканической активности мог создать такую потрясающую форму рельефа.
Говоря о вулканической активности, две недавние статьи пришли к ошеломляющему выводу об Ио: извержения этой луны происходили с момента зарождения Солнечной системы.
Вся вулканическая активность на Ио обусловлена приливным нагревом. Ио находится в орбитальном резонансе с двумя другими большими спутниками Юпитера, Европой и Ганимедом.
«Каждый раз, когда Ганимед вращается вокруг Юпитера один раз, Европа вращается вокруг дважды, а Ио вращается вокруг четыре раза», — объяснили авторы статьи, опубликованной в Журнале геофизических исследований: Планеты под руководством Эри Хьюза из GNS Science в Новой Зеландии. «Эта ситуация вызывает приливный нагрев на Ио (подобно тому, как Луна вызывает океанские приливы на Земле), что вызывает вулканизм».
Однако учёным неизвестно, как долго длится этот резонанс и является ли то, что мы наблюдаем сегодня, тем, что всегда происходило в системе Юпитера. Это связано с тем, что вулканизм почти постоянно обновляет поверхность Ио, не оставляя от прошлого почти никаких следов.
Группа ученых под руководством Кэтрин де Клир из Калифорнийского технологического института и Хьюза из GNS Science использовала Атакамскую большую миллиметровую/субмиллиметровую решетку (ALMA) в Чили для наблюдения за сернистыми газами в атмосфере Ио. Изотопы серы использовались в качестве индикатора приливного нагрева на Ио, поскольку сера высвобождается в результате вулканизма, перерабатывается в атмосфере и перерабатывается в мантию. Кроме того, часть серы уходит в космос, а из-за магнитосферы Юпитера вокруг Юпитера вращается группа заряженных частиц, которые постоянно ударяются об атмосферу Ио.
Оказывается, сера, которая теряется в космосе на Ио, немного изотопно легче, чем сера, которая возвращается обратно во внутреннюю часть Ио. Из-за этого сера, оставшаяся на Ио, со временем становится изотопно тяжелее и тяжелее. Насколько тяжелее, зависит от того, как долго продолжается вулканизм.
Команда обнаружила, что приливное нагревание на Ио происходит уже миллиарды лет.
«Изотопный состав летучих химических элементов Ио, включая серу и хлор, отражает историю его выделения газа и потери массы и, таким образом, записывает информацию о его эволюции», — написала команда в статье, опубликованной в журнале Science. «Эти результаты показывают, что Ио был вулканически активным на протяжении большей части (или всей) своей истории, с потенциально более высокими темпами газовыделения и потери массы в более ранние времена».
Юнона продолжает свой путь через систему Юпитера. А во время последнего пролета «Юноны» мимо Ио, 9 апреля, космический корабль подошел на расстояние около 16 500 километров (10 250 миль) от поверхности Луны. 12 мая он совершит свой 61-й облет Юпитера.
JunoCam — это общедоступная камера, где представители общественности могут выбирать цели для съемки, а также обрабатывать все данные. Необработанные изображения JunoCam доступны здесь для публичного просмотра и обработки в графические продукты. Здесь вы можете увидеть самые последние обработанные изображения.
Документы: Изотопные доказательства долгоживущего вулканизма на Ио
Использование изотопного цикла серы на Ио для понимания истории приливного нагрева
Дальнейшее чтение: НАСА, GNS Science
