
Космический аппарат НАСА "Юнона" прошел на расстоянии 1500 км (930 миль) от поверхности спутника Юпитера, Ио в двух недавних полетах. Он находится достаточно близко, чтобы выявить новые детали поверхности Ио, самого вулканического объекта в Солнечной системе. Юнона не только зафиксировала вулканическую активность, но ученые также смогли создать визуальную анимацию на основе полученных данных, которая показывает, как выглядело бы лавовое озеро Локи Патера длиной 200 км на Ио. В центре озера магмы, окруженного раскаленной лавой, есть острова. Поверхность озера гладкая, как стекло, как обсидиан.
“Ио просто усеяна вулканами, и мы застали несколько из них в действии”, - сказал главный исследователь Juno Скотт Болтон во время пресс-конференции на Генеральной ассамблее Европейского геофизического союза в Вене, Австрия. “Удивительные детали показывают эти сумасшедшие острова, расположенные посреди потенциально магматического озера, окруженного горячей лавой. Зеркальное отражение озера, зафиксированное нашими приборами, говорит о том, что части поверхности Ио гладкие, как стекло, напоминающее обсидиановое стекло, созданное вулканом на Земле ”.
"Юнона" совершила два пролета вблизи Ио в декабре 2023 и феврале 2024 года. Изображения с камеры JunoCam "Юноны" включали первые снимки северных широт Ио крупным планом. Несомненно, Ио похож на пиццу – к такому выводу пришли после того, как мы впервые увидели эту луну, когда "Вояджер-1" пролетел через систему Юпитера в марте 1979 года. Пестрая поверхность образовалась в результате вулканической активности, на поверхности сотни жерл и кальдер, которые создают разнообразные особенности. Вулканические столбы и потоки лавы на поверхности проявляются всевозможными цветами, от красного и желтого до оранжевого и черного. Некоторые из “рек” лавы простираются на сотни километров.
Ученые "Юноны“ также смогли воссоздать впечатляющий объект на Ио - гору со шпилем, получившую прозвище ”Шпиль". Высота этого объекта составляет от 5 до 7 километров (3-4, 3 мили). Трудно представить тип вулканической активности, который мог создать такую потрясающую форму рельефа.
Говоря о вулканической активности был сделан потрясающий вывод об Ио: спутник извергался с момента зарождения Солнечной системы.
Вся вулканическая активность на Ио обусловлена приливным нагревом. Ио находится в орбитальном резонансе с двумя другими крупными спутниками Юпитера, Европой и Ганимедом.
“Каждый раз, когда Ганимед обращается вокруг Юпитера один раз, Европа - два, а Ио - четыре”, - объясняют авторы статьи, опубликованной в журнале геофизических исследований "Планеты", возглавляемой Эри Хьюзом 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 ученые не знали, как долго происходил этот резонанс и было ли то, что мы наблюдаем сегодня, тем, что всегда происходило в системе Юпитера. Это связано с тем, что вулканизм почти постоянно обновляет поверхность Ио, оставляя мало следов прошлого.
Команда ученых во главе с Кэтрин де Клир из Калифорнийского технологического института и Хьюзом из GNS Science с помощью большой миллиметровой / субмиллиметровой матрицы Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) в Чили наблюдала за сернистыми газами в атмосфере Ио. Изотопы серы использовались в качестве индикатора приливного нагрева на Ио, потому что сера выделяется в результате вулканизма, перерабатывается в атмосфере и возвращается в мантию. Кроме того, часть серы теряется в космосе, и из-за магнитосферы Юпитера вокруг Юпитера вращается множество заряженных частиц, которые постоянно попадают в атмосферу Ио.
Оказывается, сера, которая теряется в космосе на Ио, немного изотопно легче, чем сера, которая возвращается обратно в недра Ио. Из-за этого со временем сера, оставшаяся на Ио, становится изотопно все тяжелее. Насколько тяжелее, зависит от того, как долго происходит вулканизм.
Команды обнаружили, что приливное нагревание на Ио происходило на протяжении миллиардов лет.
“Изотопный состав запасов летучих химических элементов Ио, включая серу и хлор, отражает историю ее газообразования и потери массы и, таким образом, фиксирует информацию о ее эволюции”, - написала команда в статье, опубликованной в Science. “Эти результаты указывают на то, что Ио был вулканически активен большую часть (или всю) своей истории, с потенциально более высокими темпами газообразования и потери массы в более ранние периоды”.
Юнона продолжает свой путь через систему Юпитера. Во время последнего облета Ио "Юноной" 9 апреля космический аппарат приблизился примерно к 16 500 километрам (10 250 миль) от поверхности спутника. 12 мая Юнона совершит 61-й облет Юпитера.
На изображении ниже:
Орбитальная система Юпитера с планетой-хозяином и изменяющиеся в масштабе орбиты.
Схема предоставлена Джеймсом Таттлом Кином / Институт космических исследований Кека.