Ученые из миссии NASA Juno к Юпитеру обнаружили, что вулканы на Ио, луне Юпитера, скорее всего, питаются не океаном магмы, а собственной системой кипящей горячей магмой. Это открытие решает 44-летнюю загадку о подповерхностном происхождении наиболее наглядных геологических особенностей луны.
Статья об источнике вулканизма Ио была опубликована в четверг, 12 декабря, в журнале Nature, и эти выводы, а также другие результаты исследований Ио обсуждались на брифинге для СМИ в Вашингтоне на ежегодном собрании Американского геофизического союза, крупнейшем в стране собрании ученых, изучающих Землю и космос.
Ио, размером примерно с земную Луну, известен как самое вулканически активное тело в нашей Солнечной системе. На луне расположено около 400 вулканов, которые извергают лаву и шлейфы, создавая впечатление непрерывных извержений, которые способствуют образованию покрытия на ее поверхности.
Хотя эта луна была открыта Галилео Галилеем 8 января 1610 года, вулканическая активность на ней была обнаружена только в 1979 году, когда ученая Линда Морабито из Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии впервые обнаружила вулканический шлейф на снимке с космического аппарата «Вояджер-1».
С момента открытия Морабито ученые-планетологи задавались вопросом, как вулканы питаются лавой, находящейся под поверхностью», — говорит Скотт Болтон, главный исследователь Juno из Юго-Западного исследовательского института в Сан-Антонио. «Был ли это неглубокий океан раскаленной магмы, питающий вулканы, или их источник был более локализован? Мы знали, что данные, полученные в ходе двух очень близких пролетов Juno , могут дать нам некоторое представление о том, как на самом деле устроена эта измученная луна».
Космический аппарат Juno совершил очень близкие пролеты Ио в декабре 2023 года и феврале 2024 года, приблизившись на расстояние около 1500 километров к ее поверхности. Во время этих сближений Juno связывался с сетью NASA Deep Space Network, получая высокоточные двухчастотные доплеровские данные, которые использовались для измерения гравитации Ио, отслеживая, как она влияет на ускорение космического аппарата. То, что миссия узнала о гравитации луны в результате этих пролетов, привело к написанию новой статьи, раскрыв более подробную информацию о влиянии явления, называемого приливным изгибом.
Принц приливов Юпитера
Ио находится очень близко к громадному Юпитеру, и его эллиптическая орбита обходит газовый гигант раз в 42,5 часа. С изменением расстояния меняется и гравитационное притяжение Юпитера, что приводит к тому, что луна неустанно сжимается. Результат: экстремальный случай приливного изгиба — трения от приливных сил, которое генерирует внутреннее тепло.
«Это постоянное сгибание создает огромную энергию, которая буквально расплавляет части внутренностей Ио», — говорит Болтон. Если на Ио есть глобальный океан магмы, то мы знаем, что приливная деформация будет гораздо сильнее, чем в случае более жесткого, преимущественно твердого интерьера». Таким образом, в зависимости от результатов исследования гравитационного поля Ио с помощью «Юноны», мы сможем определить, скрывается ли под ее поверхностью глобальный магматический океан».
Команда «Юноны» сравнила доплеровские данные двух пролетов с наблюдениями предыдущих миссий агентства к системе Юпитера и данными наземных телескопов. Они обнаружили, что приливная деформация соответствует тому, что на Ио нет неглубокого глобального магматического океана.
Открытие «Юноны» о том, что приливные силы не всегда создают глобальные океаны магмы, не просто заставляет нас переосмыслить то, что мы знаем о внутренностях Ио», — сказал ведущий автор Райан Парк, соисследователь Juno и руководитель группы динамики Солнечной системы в JPL. «Они влияют на наше понимание других лун, таких как Энцелад и Европа, и даже экзопланет и суперземель. Наши новые результаты дают возможность переосмыслить то, что мы знаем о формировании и эволюции планет».
На горизонте еще больше научных открытий. 24 ноября космический аппарат совершил свой 66-й научный пролет над загадочными облачными вершинами Юпитера. Следующее сближение с газовым гигантом произойдет в 12:22 утра по восточному времени 27 декабря. В момент перигея, когда орбита «Юноны» будет ближе всего к центру планеты, аппарат будет находиться на высоте около 3 500 километров над вершинами облаков Юпитера и пройдет 1,039 миллиарда километров с момента выхода на орбиту газового гиганта в 2016 году.
