Прибор JunoCam на борту космического корабля НАСА «Юнона» заснял два вулканических шлейфа, поднимающихся над горизонтом спутника Юпитера Ио. Снимок был сделан 3 февраля с расстояния около 2400 миль (3800 километров). Авторы и права: Данные изображения: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS, обработка изображений Андреа Лак (CC BY)
Новые результаты зонда НАСА «Юнона» дают более полную картину того, насколько широко распространены лавовые озера на спутнике Юпитера Ио, и включают впервые понимание вулканических процессов, происходящих там. Эти результаты были получены благодаря прибору Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM), предоставленному Итальянским космическим агентством, который «видит» в инфракрасном свете. Исследователи опубликовали статью о последних вулканических открытиях Юноны в журнале Communications Earth and Environment.
Ио интригует астрономов с 1610 года, когда Галилео Галилей впервые обнаружил спутник Юпитера, который немного больше Земли. Примерно 369 лет спустя космический корабль НАСА «Вояджер-1» заснял извержение вулкана на Луне. Последующие миссии к Юпитеру, в ходе которых было еще больше пролетов над Ио, обнаружили дополнительные шлейфы, а также лавовые озера. Ученые теперь полагают, что Ио, который растягивается и сжимается, как аккордеон, соседними спутниками и массивным Юпитером, является самым вулканически активным миром в Солнечной системе. Но хотя существует множество теорий о типах извержений вулканов на поверхности Луны, подтверждающих данных мало.
И в мае, и в октябре 2023 года «Юнона» пролетела мимо Ио, пройдя около 21 700 миль (35 000 километров) и 8 100 миль (13 000 километров) соответственно. Среди инструментов Юноны, с помощью которых можно было хорошо рассмотреть привлекательную луну, был ДЖИРАМ.
Разработанный для улавливания инфракрасного света (который не виден человеческому глазу), исходящего из глубины Юпитера, JIRAM исследует погодный слой на глубине от 30 до 45 миль (от 50 до 70 километров) ниже верхних слоев облаков газового гиганта. Но во время расширенной миссии «Юноны» команда миссии также использовала этот инструмент для изучения спутников Ио, Европы, Ганимеда и Каллисто. Снимки JIRAM Io показали наличие ярких колец, окружающих полы многочисленных горячих точек.
«Высокое пространственное разрешение инфракрасных изображений JIRAM в сочетании с выгодным положением «Юноны» во время пролетов показало, что вся поверхность Ио покрыта лавовыми озерами, содержащимися в кальдероподобных образованиях», — сказал Алессандро Мура, соавтор исследования «Юноны». из Национального института астрофизики в Риме. «В той области поверхности Ио, о которой у нас есть наиболее полные данные, по нашим оценкам, около 3% ее покрыто одним из этих озер расплавленной лавы». (Кальдера — это большая впадина, образовавшаяся в результате извержения и обрушения вулкана.)
Инфракрасные данные, собранные 15 октября 2023 года прибором JIRAM на борту Juno НАСА, показывают Chors Patera, лавовое озеро на спутнике Юпитера Ио. Команда полагает, что озеро в значительной степени покрыто толстой расплавленной корой с горячим кольцом по краям, где лава из недр Ио напрямую подвергается воздействию космоса. Кредит: NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM/MSSS
Огнедышащие озера
Данные JIRAM по пролету Ио не только подчеркивают обильные запасы лавы на луне, но и дают представление о том, что может происходить под поверхностью. Инфракрасные изображения нескольких лавовых озер Ио показывают тонкий круг лавы на границе между центральной корой, которая покрывает большую часть лавового озера, и стенками озера. Рециркуляция расплава подразумевается отсутствием потоков лавы на краю озера и за его пределами, что указывает на то, что существует баланс между расплавом, который извергается в лавовые озера, и расплавом, который циркулирует обратно в подземную систему.
«Теперь у нас есть представление о том, какой тип вулканизма является наиболее частым на Ио: огромные озера лавы, где магма поднимается и опускается», — сказал Мура. «Лавовая корка вынуждена разбиваться о стенки озера, образуя типичное лавовое кольцо, наблюдаемое в лавовых озерах на Гавайях. Стены, вероятно, имеют высоту в сотни метров, что объясняет, почему магма обычно не наблюдается, вытекающая из патер» — чашеобразные образования, созданные вулканизмом — «и перемещающиеся по поверхности Луны».
Данные JIRAM показывают, что большая часть поверхности этих горячих точек Ио состоит из каменистой коры, которая циклически перемещается вверх и вниз как одна непрерывная поверхность из-за центрального подъема магмы. Согласно этой гипотезе, поскольку кора касается стенок озера, трение удерживает ее от скольжения, вызывая ее деформацию и, в конечном итоге, разрушение, обнажая лаву прямо под поверхностью.
Альтернативная гипотеза остается в силе: магма поднимается в середине озера, распространяется и образует корку, которая опускается по краю озера, обнажая лаву.
«Мы только начинаем изучать результаты JIRAM, полученные при близком пролете Ио в декабре 2023 года и феврале 2024 года», — сказал Скотт Болтон, главный исследователь Юноны в Юго-Западном исследовательском институте в Сан-Антонио. «Наблюдения показывают потрясающую новую информацию о вулканических процессах Ио. Объединив эти новые результаты с долгосрочной кампанией «Юноны» по мониторингу и нанесению на карту вулканов на никогда ранее не наблюдавшихся северном и южном полюсах Ио, JIRAM оказывается одним из самых ценные инструменты, позволяющие узнать, как устроен этот измученный мир».
Юнона выполнила свой 62-й облет Юпитера, в том числе облет Ио на высоте около 18 175 миль (29 250 километров) 13 июня. 63-й облет газового гиганта запланирован на 16 июля.
