A treia cea mai mare lună a lui Jupiter, Io, este acoperită cu peste 400 de vulcani activi fiind lumea cea mai activă vulcanic din sistemul nostru solar, scrie CNN.
Noi imagini colectate de o serie de telescoape au observat pentru prima dată efectul direct al acestei activități vulcanice asupra atmosferei rarefiate a lunii. Un studiu care conține datele culese din aceste imagini a fost acceptat pentru publicare în Planetary Science Journal.
Imaginile surprinse de seria de telescoape ALMA (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array) din Chile oferă o nouă perspectivă asupra lunii și a paletei sale de culori alcătuită din galben, alb, portocaliu și roșu.
Culorile se datorează gazelor sulfuroase împrăștiate în atmosferă de numeroșii vulcani ai lunii, gazele înghețând atunci când intră în contact cu temperaturile reci ale suprafeței înghețate.
Deși ideea unei luni acoperite cu vulcani sugerează că Io ar fi un corp ceresc fierbinte, suprafața lui Io este întotdeauna, având o temperatură medie de -110 grade Celsius.
Atmosfera lui Io este atât de slabă încât este de aproximativ un miliard de ori mai subțire decât cea a Pământului. Observațiile și studiile anterioare ale lunii au arătat că această atmosferă este compusă în mare parte din dioxid de sulf.
„Este o activitate vulcanică sau un gaz care s-a sublimat (a trecut de la starea solidă la cea gazoasă) de pe suprafața înghețată când Io este în lumina soarelui?”, se întreabă profesorul.
„Cu toate acestea, nu se cunoaște procesul care determină dinamica atmosferei lui Io", a declarat autorul studiului Imke de Pater, profesor de astronomie și științe planetare la Universitatea din California, Berkeley, într-un comunicat.
Atmosferă vulcanică
Cercetătorii au folosit ALMA pentru a capta imagini ale lunii în timp ce se deplasa în și din umbra lui Jupiter pentru a înțelege mai multe despre atmosfera acesteia.
„Când Io trece în umbra lui Jupiter și este în afara luminii solare directe, este prea rece pentru dioxidul de sulf gazos și acesta se condensează pe suprafața lui Io. În acea perioadă putem vedea doar dioxid de sulf de origine vulcanică. Prin urmare putem vedea exact cât din atmosferă este afectată de activitatea vulcanică”, afirmă Statia Luszcz-Cook, coautoare a studiului și astrofizician observațional la Universitatea Columbia.
Claritatea imaginilor ALMA a dezvăluit pene distincte de dioxid de sulf și monoxid de sulf provenind de la vulcani, contribuind cu 30%-50% din atmosfera lunii. Oamenii de știință au văzut, de asemenea, clorură de potasiu în stare gazoasă, o componentă comună a magmei, ieșind din vulcani.
Cercetătorii cred că acest lucru sugerează că rezervoarele de magmă diferă între vulcani.
Luna, numită după o femeie muritoare care se transformă în vacă în timpul unei lupte între Zeus și Hera în mitologia greacă, are fântâni de lavă care pot izbucni până la zeci de kilometri înălțime. Unii dintre vulcanii lui Io sunt atât de puternici încât erupțiile lor pot fi văzute folosind telescoape mari de pe Pământ.
Suprafața este, de asemenea, acoperită cu lacuri de lavă de silicat topit. Cu un peisaj atât de dramatic ar fi o aventură să zbori pe lângă Io, dar nu ai vrea să trăiești acolo. Luna este prinsă între gravitația masivă a lui Jupiter și atracția gravitațională generată de celelalte luni ale planetei, cum ar fi Europa și Ganymede.
Unii dintre vulcanii săi sunt masivi, cum ar fi Loki Patera, care are o rază de 199 de kilometri. Luna se află pe o orbită blocată în jurul lui Jupiter, ceea ce înseamnă că aceeași parte a lunii este întotdeauna orientată spre planetă.
Vulcani fierbinți pe o lună rece
Imaginile ALMA au dezvăluit că atmosfera lui Io devine incredibil de instabilă când trece prin umbra masivă a lui Jupiter. Acest lucru are loc la fiecare 42 de ore în timpul orbitei lui Io în jurul lui Jupiter.
În timpul acestor „eclipse”, cantitatea de dioxid de sulf a planetei scade, ceea ce sugerează că atmosfera inferioară a lunii se prăbușește și îngheață la suprafață. Dar pe măsură ce Io iese din umbra lui Jupiter și primește lumina soarelui, gazul revine.
„De îndată ce Io intră în lumina soarelui, temperatura crește și obții toată această gheață (dioxid de sulf) sublimată în gaz și atmosfera se schimbă în aproximativ 10 minute, mai repede decât au prognozat modelele”, a spus de Pater .
Dar datele cercetătorilor au arătat că nu tot dioxidul de sulf gazos îngheață în timpul scăderii de temperatură pe care Io îl experimentează în umbra lui Jupiter. De fapt, ALMA a reușit să detecteze emisiile radio globale de dioxid de sulf din ceea ce cercetătorii numesc „vulcani stealth”, care nu emit fum sau particule detectate, dar eliberează gazul în atmosferă suficient de cald pentru a nu se condensa și congela.
Cum se desfășoară aceste procese fierbinți pe o lună atât de rece? Atracția gravitațională generată de Jupiter, Ganymede și Europa încălzește interiorul Io care creează vulcani ce eliberează dioxid de sulf fierbinte.
În cele din urmă, gazul se condensează și îngheață într-un strat gros de gheață suprafața lunii. Stratul respectiv este acoperit de praf vulcanic, care creează culorile caracteristice lui Io.
„Studiind atmosfera și activitatea vulcanică a lui Io aflăm mai multe despre nu numai vulcanii înșiși, ci și despre procesul de încălzire a mareelor și interiorul lui Io”, a spus Luszcz-Cook.
Observațiile și studiile viitoare vor permite cercetătorilor să determine temperatura atmosferei inferioare a lui Io, care rămâne necunoscută pentru moment.
