A csillagászok először láttak egyértelmű bizonyítékot az Io vulkánjaiból kitörő mérgező vulkanikus gázok mennyiségére.
A Jupiter holdjáról új rádióképek adnak választ az Io légkörével kapcsolatos kérdésekre.
Az Io a legvulkanikusabb hely a Naprendszerben. Több mint 400 aktív vulkán borítja felszínét, ami a műhold belső feszültségének megnyilvánulása, mivel nemcsak a Jupiter, hanem a gázóriás három másik galilei műholdja is különböző irányokba húzza.
A vékony atmoszférában és az Io felszínén a kén-dioxid dominál – igen, a kén – belülről szóródik ki. Gázt ömlött a vulkanikus repedéseken keresztül, és éjszaka leülepszik a földön, lehűlve sárga és narancssárga árnyalatokat ad a műholdnak.
De mekkora mennyiségű gáz származik közvetlenül a vulkánokból, ahhoz képest, hogy mennyi származik a nap által újra felmelegített kén-dioxid fagyott felületéről? Nehéz volt számszerűsíteni.
“Nem ismert, hogy milyen folyamat vezérli az Io légkörének dinamikáját” – mondta Imke de Pater csillagász, a kaliforniai Berkeley Egyetem munkatársa.
„A vulkanikus tevékenység vagy a gáz szublimál a jeges felszínről, amikor az Io napfényben van? Megmutatjuk, hogy a vulkánok valóban nagy hatással vannak a légkörre.
A kutatóknak végre megvannak a válaszaik, és egyúttal képesek voltak kimutatni a vulkanikus kén mennyiségét a Holdon.
Egy olyan világban, ahol a vulkáni gáz folyamatosan szivárog, Io légköre meglepően vékony; A gáz nagy része a Jupiterrel és annak mágneses mezőjével való bonyolult kölcsönhatás eredményeként körülbelül 1 metrikus / másodperces sebességgel távozik, hozzájárulva az Io plazma torusának nevezett, a Jupiter körül keringő kolosszális fánk kialakulásához.
A megmaradt légkör sokat elárulhat a Holdon belüli geológiai folyamatokról, amelyek viszont segíthetnek megérteni a Naprendszerünkön kívüli bolygók néhány dinamikáját.
A videó a Jupiter Io holdjának képeit mutatja a rádióspektrumban (amelyet az ALMA kapott) és optikai fényben (a Voyager 1 és a Galileo küldetésekből), miközben az Io-t a Jupiter elhomályosítja és előkerül egy napfogyatkozásból. A rádióképek először mutatják be az Io-i vulkánokból emelkedő (sárga színű) kén-dioxidot. [Videó az ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) jóvoltából, I. de Pater és mtsai; NRAO / AUI NSF, S. Dagnello; NASA].
Ha pontosan tudjuk a versengő gravitációs hatásoknak az Io-ra gyakorolt hatásait, és hogy ezek a hatások miért nem ugyanolyan hatással vannak más testekre, akkor megalapozottabb következtetéseket vonhatunk le arról, hogy a gravitáció milyen hatással van az exobolygókra túl messze ahhoz, hogy jól lássuk őket.
A csillagászok tehát a chilei Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) teleszkópokat használták, hogy az Io-t közelebbről tanulmányozzák rádióhullámokban, amikor az a Jupiter árnyékába mozog.
Először azt találták, hogy kén-dioxid nem maradt Io légkörében. Éjjel a hőmérséklet a kén-dioxid fagyáspontja alá csökken.
Io színes képe a Galileo űrszonda által. (NASA / JPL / Arizonai Egyetem)
Amikor a felületet ismét napfény éri, a fagyott kén-dioxid szublimálódik a légkörbe, mintegy 10 perc alatt feltölti azt – a vártnál jóval gyorsabban.
Ez a furcsa furcsaság tökéletes eszköznek bizonyult a vulkáni légkör hatásainak tanulmányozásához.
“Amikor az Io belép a Jupiter árnyékába, és nincs közvetlen napfény, túl hideg az Io felületén lecsapódó kéngázhoz” – magyarázta Statia Lush-Cook csillagász a Columbia Egyetemen.
„Ez idő alatt csak vulkáni eredetű kén-dioxidot láthatunk. Így pontosan láthatjuk, hogy a légkör mekkora részét érinti a vulkáni tevékenység. '
Az ALMA képeken a csillagászok először világosan azonosítani tudták a vulkanikus forrásokból származó kén-dioxid és kén-oxid kibocsátások nyomait.
Azokban a vulkáni régiókban, ahol nincs kén-dioxid vagy monoxid, mást láttak – kálium-kloridot, egy másik vulkáni gázt.
Ez arra enged következtetni, hogy a különböző magma-tározókból különböző vulkánok törnek ki.
A képek alapján a csapat kiszámíthatta a vulkánok hozzájárulását Io légköréhez. A kén-dioxid 30–50 százaléka közvetlenül a vulkánokból származik.
A kutatók szerint a következő lépés az lesz, hogy megpróbálják mérni az Io légkörének hőmérsékletét, különösen kis magasságban.
'Az Io légkörének hőmérsékletének méréséhez nagyobb felbontást kell elérnünk megfigyeléseink során, amelyhez a műhold hosszú távú megfigyelése szükséges. Ezt csak akkor tehetjük meg, amikor Io napfényben van ”- mondta de Pater.
A tanulmány két cikkben érhető el, az egyik a The Planetary Science Journal-ban, a másik pedig a The Planetary Science Journal sajtójában jelent meg, és feltöltötték az arXiv-ra.
