Зонд NASA Juno вперше виміряв температуру під поверхнею найвулканічно активнішого тіла Сонячної системи — супутника Юпітера Іо. Виявилося, що вже на глибині кількох метрів температура зростає більш ніж на 20 градусів Цельсія, а сама поверхня в багатьох районах дивовижно гладка і вкрита матеріалом, за властивостями схожим на пухкий вулканічний попіл.
Іо — унікальний світ, який Юпітер буквально розігріває зсередини. Гравітація планети-гіганта та сусідніх супутників постійно деформує Іо, викликаючи потужний припливний розігрів надр. Саме він живить сотні вулканів, що вивергають лаву та гази.
Досі вчені здебільшого могли вивчати тепло, що виходить на поверхню Іо, за допомогою інфрачервоних спостережень. Тепер уперше вдалося зазирнути глибше завдяки мікрохвильовому радіометру Juno (MWR), який здатний реєструвати теплове випромінювання з підповерхневих шарів.
Під час двох близьких прольотів повз Іо — 30 грудня 2023 року та 3 лютого 2024 року — Juno проходив приблизно за 1500 км від поверхні супутника. MWR виміряв теплове випромінювання на глибинах від кількох сантиметрів до кількох десятків метрів. Результат виявився несподіваним: практично в усіх досліджених районах температура збільшувалася більш ніж на 20 градусів Цельсія вже на глибині кількох метрів. Такий температурний градієнт неможливо пояснити самим лише нагріванням сонячним світлом.
«Кожне вимірювання показало зростання температури більш ніж на 40 градусів за Фаренгейтом на глибині в кілька футів — набагато крутіший градієнт, ніж може пояснити саме сонячне нагрівання», — розповіла Шеннон Браун, провідна авторка дослідження з Лабораторії реактивного руху NASA.
Вчені розглядають два можливі пояснення. Згідно з першим, тепло з надр Іо поступово проходить назовні через його кору. Розрахунковий фоновий тепловий потік становить близько 1–3 Вт на квадратний метр — відносно невелика величина в локальному масштабі, але в глобальному масштабі Іо означає виділення енергії до 30 разів більше за середній тепловий потік Землі.
Другий варіант пов'язаний з потоками лави, що остигають. Під шаром затверділої кори завтовшки близько 9–11 метрів можуть зберігатися ще теплі лавові потоки. За оцінками вчених, подібні структури в будь-який момент часу покривають приблизно 10% поверхні Іо.
Поверхня — як Великі рівнини
Нові дані розповіли не лише про температуру надр, а й про саму поверхню Іо. Попри численні гори та вулкани, величезні ділянки супутника виявилися дивовижно гладкими. Деякі з них простягаються на 100 км і більше і за своїм рельєфом нагадують Великі рівнини Північної Америки.
При цьому поверхня Іо далеко не всюди являє собою тверду породу. Мікрохвильові спостереження показують, що матеріал у багатьох гладких районах має дуже низьку щільність і за своїми властивостями більше нагадує пемзу або пухкий вулканічний попіл, ніж твердий матеріал.
«Навіть для кам'янистого тіла щільність поверхні Іо дуже низька — скоріше, як у пемзи або пухкого вулканічного попелу, ніж у твердої породи», — зазначила Браун.
Отримані дані допомагають ученим краще зрозуміти механізм припливного розігріву, який діє не лише на Іо. Той самий фундаментальний процес може підтримувати підповерхневі океани Європи та Ганімеда, забезпечуючи їх енергією та теплом.
«Тепер ми можемо охарактеризувати, як тепло рухається з надр до поверхні», — зазначив головний дослідник Juno Скотт Болтон з Південно-Західного дослідницького інституту. За його словами, Іо дає унікальну можливість вивчати, як припливний розігрів працює у Всесвіті.
Крім того, результати Juno можуть виявитися корисними для вивчення вулканів Землі. Вчені припускають, що мікрохвильові спостереження аналогічного типу поблизу земних вулканів також можуть виявляти температурний градієнт під поверхнею і давати додаткову інформацію про рух тепла в надрах.
Зонд Juno прибув до Юпітера 2016 року і продовжує досліджувати планету-гіганта та її найбільші супутники. Дані про підповерхневу температуру Іо були отримані під час 57-го та 58-го близьких прольотів Юпітера, а результати дослідження опубліковано в липні 2026 року.
