Naukowcy zmierzyli temperaturę pod powierzchnią wulkanicznego księżyca Jowisza Io, dając pierwszy w historii wgląd w ukryte ciepło napędzające najbardziej aktywny wulkanicznie świat w Układzie Słonecznym.
Podczas bliskich przelotów obok Io na przełomie 2023 i 2024 r. Sonda kosmiczna Juno należąca do NASA skierował swój instrument radiometru mikrofalowego (MWR) w stronę Księżyca, sondując mniej więcej od dwóch do sześciu metrów pod jego powierzchnią. Pierwotnie zaprojektowany do przeglądania Jowisza gęste chmury, instrument zamiast tego ujawnił nowy, potężny sposób badania przepływu ciepła przez skorupy planetarne, twierdzi oświadczenie z agencji kosmicznej.
„Zaskakujące odkrycie, które mogliśmy zobaczyć pod powierzchnią skalistego księżyca, ma ważne implikacje dla badania ziemskich wulkanów” – powiedział w oświadczeniu Scott Bolton, współautor badania i główny badacz Juno. „Juno nauczyła nas, że jeśli spojrzymy za pomocą instrumentu typu MWR w pobliżu wulkanu Ziemiamożemy zaobserwować podobną sygnaturę w gradiencie temperatury podpowierzchniowej, dostarczając nowych informacji na temat działania wulkanów lądowych.”
Do tej pory badacze polegali niemal wyłącznie na obserwacjach w podczerwieni, które wykrywały jedynie temperaturę Powierzchnia Io. Sondując kilka stóp pod ziemią, Juno po raz pierwszy odkryła, w jaki sposób ciepło przemieszcza się przez skorupę Księżyca.
Pomiary wykazały, że temperatura wzrosła o ponad 40 stopni Fahrenheita (22 stopnie Celsjusza) zaledwie kilka stóp pod powierzchnią – znacznie więcej niż światło słoneczne sam mógłby wyjaśnić. Jak wynika z oświadczenia, mapa ciepła podpowierzchniowa sondy Juno ujawniła również lokalne obszary podwyższonego ciepła, z temperaturami od 10 do 20 stopni C wyższymi od otaczającego terenu.
Obserwacje Juno odsłoniły także inną niespodziankę. Pomimo tego, że jest znany z wysokich gór i aktywny wulkanyznaczna część powierzchni Io wydaje się wyjątkowo gładka i złożona z materiału o niezwykle małej gęstości. Naukowcy sądzą, że Księżyc jest pokryty porowatymi warstwami pyłu wulkanicznego, szronu siarki i innych pozostałości po erupcji, które nieustannie wynurzają się na powierzchnię Io, zakopując starszy teren pod świeżymi osadami.
Naukowcy uważają, że wykryto ciepło pod powierzchnią Io może stale unosić się ze stopionego wnętrza Księżyca przez przewodzącą skorupę lub pochodzić z kieszeni chłodzących strumieni lawy uwięzionych tuż pod powierzchnią. Tak czy inaczej, dane dają najjaśniejszy jak dotąd obraz tego, w jaki sposób Io transportuje ciepło ze swojego wnętrza.
W przeciwieństwie do Ziemi, gdzie wulkanizm napędzany jest głównie ciepłem powstałym w wyniku rozpadu radioaktywnego, Io jest stale rozciągane i ściskane przez ogromną grawitację Jowisza, gdy krąży on wokół gigantycznej planety. To ciągłe naginanie pływów generuje ogromne ilości wewnętrznego ciepła, napędzając setki aktywnych wulkanów i czyniąc Io najbardziej aktywnym wulkanicznie obiektem na Ziemi. układ słoneczny. Pogłębiając wiedzę naukowców na temat przemieszczania się ciepła i magmy pod powierzchnią planety przed erupcjami, te same techniki mikrofalowe, które wykorzystała sonda Juno, mogą pewnego dnia pomóc naukowcom w lepszym monitorowaniu ziemskich wulkanów i ulepszeniu prognozowania erupcji.
„Io zapewnia wyjątkowe okno, w którym można dowiedzieć się, jak działa ogrzewanie pływowe w całym kosmosie, czyli podstawowy proces dostarczający energię i ciepło światom oddalonym od swojej gwiazdy macierzystej” – stwierdził Bolton w oświadczeniu. „W procesie tym może nie tylko powstać najbardziej wulkaniczne ciało w Układzie Słonecznym, jak w przypadku Io, ale także zasilić podziemne oceany na księżyce gigantycznych planet, takich jak Europa i Ganimedes. Do tego momentu mogliśmy jedynie obserwować ciepło uciekające na powierzchnię lub w wyniku erupcji. Teraz możemy scharakteryzować, w jaki sposób ciepło przemieszcza się z wnętrza w kierunku powierzchni.”
Ponieważ Io jest skrajnym przykładem aktywności wulkanicznej, służy jako naturalne laboratorium do badania przepływu ciepła przez skorupy planetarne. Odkrycia te mogą pomóc naukowcom lepiej zrozumieć starożytność wulkanizm na MarsieWenus i Księżyc Ziemi, których krajobrazy zostały ukształtowane przez potężne erupcje miliardy lat temu.
Technika ta może również pomóc w poszukiwaniu życia gdzie indziej. Chociaż sama Io jest zbyt nieprzyjazna, aby mogło tam istnieć życie, instrumenty mikrofalowe mogą również sondować pod lodowymi powierzchniami. Juno użyła już tego samego instrumentu do badania księżyców Jowisza Europy I Ganimedesgdzie według naukowców rozległe oceany kryją się pod grubymi skorupami lodu. Zrozumienie, w jaki sposób ciepło przemieszcza się przez te skorupy, jest kluczem do ustalenia, czy mogą istnieć w nich środowiska odpowiednie do życia, jakie znamy.
Ich ustalenia były opublikowany 22 lipca w Journal of Geophysical Research: Planets.
