Інфрачервоні знімки, зроблені космічним апаратом на сонячних батареях, підігрівають дискусію про внутрішній устрій найгарячішого місяця Юпітера.
Нові дані, отримані зондом NASA Juno, дають більш повне уявлення про те, наскільки широко поширені лавові озера на місяці Юпітера Іо, і вперше дають уявлення про те, що відбуваються там вулканічні процеси. Ці результати були отримані завдяки приладу Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM), наданому Італійським космічним агентством, який "бачить" в інфрачервоному світлі. Дослідники опублікували статтю про останні вулканічні відкриття Juno 20 червня в журналі Nature Communications Earth and Environment.
Іо інтригує астрономів із 1610 року, коли Галілео Галілей уперше виявив Юпітер, трохи більший за земний Місяць. Через 369 років космічний апарат NASA Voyager-1 зафіксував виверження вулкана на місяці. Наступні місії до Юпітера, під час яких було здійснено ще кілька прольотів Іо, виявили додаткові шлейфи, а також лавові озера. Нині вчені вважають, що Іо, яка розтягується і стискається, як гармошка, сусідніми місяцями і масивним Юпітером, — найбільш вулканічно активний світ у Сонячній системі. Але хоча існує безліч теорій про типи вулканічних вивержень на поверхні Місяця, даних, що підтверджують їх, мало.
У травні та жовтні 2023 року Juno пролетів повз Іо, наблизившись до нього на відстань 35 000 км і 13 000 км відповідно. Серед приладів Juno, яким вдалося добре роздивитися звабливий місяць, був JIRAM. Розроблений для уловлювання інфрачервоного випромінювання, що виходить із глибин Юпітера, JIRAM досліджує шар погоди на глибині від 50 до 70 кілометрів під вершинами хмар газового гіганта. Під час тривалої місії Juno команда апарату також використовувала прилад для вивчення місяців Іо, Європи, Ганімеда і Каллісто. Знімки Іо, отримані за допомогою JIRAM, показали наявність яскравих кілець, що оточують дно численних гарячих точок.
"Висока просторова роздільна здатність інфрачервоних знімків JIRAM у поєднанні зі сприятливим положенням Juno під час прольотів показали, що вся поверхня Іо вкрита лавовими озерами, укладеними в кальдероподібні утворення", — сказав Алессандро Мура, співдослідник Juno з Національного інституту астрофізики в Римі. "За нашими оцінками, близько 3 % поверхні Іо вкрито одним із цих озер розплавленої лави". (Кальдера — це велика западина, що утворюється під час виверження і руйнування вулкана).
Вогнедишні озера
Дані прольоту Іо, отримані апаратом JIRAM, дають змогу не тільки побачити багаті запаси лави на Місяці, а й зазирнути в те, що може відбуватися під його поверхнею. Інфрачервоні зображення кількох лавових озер Іо показують тонке коло лави на кордоні між центральною корою, що покриває більшу частину лавового озера, і його стінками. Відсутність лавових потоків на ободі озера і за його межами свідчить про те, що існує баланс між розплавом, що вивергається в лавові озера, і розплавом, який циркулює назад у підповерхневу систему.
"Тепер ми маємо уявлення про найпоширеніший тип вулканізму на Іо: величезні озера лави, де магма піднімається і опускається", — каже Мура. "Лавова кора змушена розбиватися об стінки озера, утворюючи типове лавове кільце, що спостерігається в гавайських лавових озерах. Висота стін, ймовірно, становить сотні метрів, що пояснює, чому магма зазвичай не витікає з патерів — чашоподібних утворень, створених вулканізмом, — і не рухається поверхнею Місяця".
Дані JIRAM дозволяють припустити, що більша частина поверхні цих гарячих точок Іо складається зі скелястої кори, яка циклічно рухається вгору і вниз як одна суцільна поверхня через центральний підйом магми. Згідно з цією гіпотезою, оскільки кора стикається зі стінками озера, тертя перешкоджає її ковзанню, унаслідок чого вона деформується і зрештою руйнується, оголюючи лаву просто під поверхнею.
Залишається альтернативна гіпотеза: магма накопичується в центрі озера, розтікається і утворює кірку, яка опускається по ободу озера, оголюючи лаву.
"Ми тільки починаємо знайомитися з результатами роботи JIRAM, отриманими під час близьких прольотів Іо в грудні 2023 року і лютому 2024 року", — говорить Скотт Болтон, головний дослідник Juno в Південно-Західному дослідницькому інституті в Сан-Антоніо. "Спостереження показують нову цікаву інформацію про вулканічні процеси на Іо. Поєднання цих нових результатів із довгостроковою кампанією Juno з моніторингу та картографування вулканів на північному і південному полюсах Іо, які ніколи раніше не спостерігалися, робить JIRAM одним із найцінніших інструментів для вивчення того, як влаштований цей змучений світ".
Juno здійснив 62-й проліт Юпітера, який включав проліт Іо на висоті близько 29 250 км, 13 червня. 63-й проліт газового гіганта заплановано на 16 липня.
