Вчені з місії NASA Juno до Юпітера виявили, що вулкани на Іо, місяці Юпітера, найімовірніше, живляться не океаном магми, а власною системою киплячої гарячої магми. Це відкриття вирішує 44-річну загадку про підповерхневе походження найбільш наочних геологічних особливостей місяця.
Статтю про джерело вулканізму Іо опублікували в четвер, 12 грудня, в журналі Nature, і ці висновки, а також інші результати досліджень Іо обговорювали на брифінгу для ЗМІ у Вашингтоні на щорічних зборах Американської геофізичної спілки, найбільших у країні зборах вчених, які вивчають Землю і космос.
Іо, розміром приблизно із земний Місяць, відомий як найбільш вулканічно активне тіло в нашій Сонячній системі. На Місяці розташовано близько 400 вулканів, які вивергають лаву і шлейфи, створюючи враження безперервних вивержень, які сприяють утворенню покриття на його поверхні.
Хоча цей місяць було відкрито Галілео Галілеєм 8 січня 1610 року, вулканічну активність на ньому було виявлено тільки 1979 року, коли вчена Лінда Морабіто з Лабораторії реактивного руху NASA в Південній Каліфорнії вперше виявила вулканічний шлейф на знімку з космічного апарату «Вояджер-1».
З моменту відкриття Морабіто вчені-планетологи задавалися питанням, як вулкани живляться лавою, що перебуває під поверхнею», - говорить Скотт Болтон, головний дослідник Juno з Південно-Західного дослідницького інституту в Сан-Антоніо. «Чи був це неглибокий океан розпеченої магми, що живить вулкани, чи їхнє джерело було локалізованіше? Ми знали, що дані, отримані під час двох дуже близьких прольотів Juno, можуть дати нам деяке уявлення про те, як насправді влаштований цей змучений місяць».
Космічний апарат Juno здійснив дуже близькі прольоти Іо в грудні 2023 року і лютому 2024 року, наблизившись на відстань близько 1500 кілометрів до його поверхні. Під час цих зближень Juno зв'язувався з мережею NASA Deep Space Network, отримуючи високоточні двочастотні доплерівські дані, які використовувалися для вимірювання гравітації Іо, відстежуючи, як вона впливає на прискорення космічного апарата. Те, що місія дізналася про гравітацію місяця в результаті цих прольотів, призвело до написання нової статті, розкривши більш детальну інформацію про вплив явища, званого приливним вигином.
Принц припливів Юпітера
Іо розташований дуже близько до величезного Юпітера, і його еліптична орбіта обходить газовий гігант раз на 42,5 години. Зі зміною відстані змінюється і гравітаційне тяжіння Юпітера, що призводить до того, що місяць невпинно стискається. Результат: екстремальний випадок приливного вигину - тертя від приливних сил, яке генерує внутрішнє тепло.
«Це постійне згинання створює величезну енергію, яка буквально розплавляє частини нутрощів Іо», - каже Болтон. Якщо на Іо є глобальний океан магми, то ми знаємо, що приливна деформація буде набагато сильнішою, ніж у випадку більш жорсткого, переважно твердого інтер'єру». Таким чином, залежно від результатів дослідження гравітаційного поля Іо за допомогою «Юнони», ми зможемо визначити, чи ховається під її поверхнею глобальний магматичний океан».
Команда «Юнони» порівняла доплерівські дані двох прольотів зі спостереженнями попередніх місій агентства до системи Юпітера і даними наземних телескопів. Вони виявили, що приливна деформація відповідає тому, що на Іо немає неглибокого глобального магматичного океану.
Відкриття «Юнони» про те, що приливні сили не завжди створюють глобальні океани магми, не просто змушує нас переосмислити те, що ми знаємо про нутрощі Іо», - сказав провідний автор Раян Парк, співдослідник Juno і керівник групи динаміки Сонячної системи в JPL. «Вони впливають на наше розуміння інших місяців, таких як Енцелад і Європа, і навіть екзопланет і суперземель. Наші нові результати дають можливість переосмислити те, що ми знаємо про формування та еволюцію планет».
На горизонті ще більше наукових відкриттів. 24 листопада космічний апарат здійснив свій 66-й науковий проліт над загадковими хмарними вершинами Юпітера. Наступне зближення з газовим гігантом відбудеться о 12:22 ранку за східним часом 27 грудня. У момент перигею, коли орбіта «Юнони» буде найближчою до центру планети, апарат перебуватиме на висоті близько 3 500 кілометрів над вершинами хмар Юпітера та пройде 1,039 мільярда кілометрів з моменту виходу на орбіту газового гіганта у 2016 році.
