Sonda Juno odkrywa wulkaniczną naturę Io

Jak przypominają naukowcy z NASA Goddard Space Flight Center, eksperci od ponad 40 lat zastanawiają się nad strukturą i działaniem wulkanów, które masowo pokrywają najbardziej wewnętrzny galileuszowy księżyc Jowisza - Io.

Glob ten ma rozmiary podobne do rozmiarów towarzyszącego Ziemi Księżyca znany jest jako najbardziej aktywne wulkanicznie ciało Układu Słonecznego. Pokrywa go ok 400 wulkanów, które wyrzucają lawę i gazy w niemal ciągłych erupcjach.

Chociaż Io został odkryty przez Galileusza w 1610 r., to aktywność wulkaniczna na jego powierzchni została odkryta dopiero w roku 1979, kiedy Linda Morabito, naukowczyni z NASA, po raz pierwszy zidentyfikowała pióropusz wulkaniczny na obrazie pochodzącym z sondy Voyager 1.

"Od odkrycia dokonanego przez Morabito planetolodzy zastanawiali się, w jaki sposób wulkany te są, spod powierzchni, zasilane lawą. Czy istniał płytki ocean rozżarzonej do białości magmy napędzający wulkany, czy ich źródła były bardziej lokalne? Wiedzieliśmy, że dane z dwóch bardzo bliskich przelotów sondy Juno mogą dostarczyć nam wskazówek, jak naprawdę funkcjonuje ten poddawany torturom księżyc" - mówi Scott Bolton, główny naukowiec misji Juno z Southwest Research Institute w San Antonio.

W grudniu 2023 r. i lutym 2024 r. sonda Juno wykonała wyjątkowo bliskie przeloty obok Io, zbliżając się na odległość ok. 1500 kilometrów od jego powierzchni.

Podczas tych przelotów Juno gromadziła dane służące do pomiaru lokalnej siły grawitacji. Wyniki uzyskane dzięki tym przelotom ujawniły nowe szczegóły na temat tzw. odkształceń pływowych.

Jak wyjaśniają naukowcy, Io znajduje się niezwykle blisko Jowisza, a jego niska orbita powoduje, że okrąża gazowego olbrzyma zaledwie co 42,5 godziny. Co więcej orbita jest eliptyczna i wraz ze zmianą odległości od planety zmienia się także siła działającej na księżyc grawitacji, przez co jest on nieustannie ściskany. Efektem są skrajne odkształcenia pływowe - tarcie wywołane siłami pływowymi, które generują wewnętrzne ciepło.

"To nieustanne odkształcanie generuje ogromną energię, która dosłownie topi fragmenty wnętrza Io. Jeśli posiada on globalny ocean magmy, wiemy, że charakterystyka jego deformacji pływowej powinna być znacznie większa, niż w przypadku bardziej sztywnego, głównie stałego wnętrza. Dlatego, w zależności od wyników badań pola grawitacyjnego Io przeprowadzonych przez Juno, mogliśmy stwierdzić, czy pod jego powierzchnią ukrywa się globalny ocean magmy" - wyjaśnia dr Bolton.

Wyniki uzyskane ze wspomnianych przelotów, z wcześniejszych misji oraz naziemnych pomiarów teleskopowych wskazały na brak oceanu magmy kryjącego się pod powierzchnią Io.

"Odkrycie dokonane przez sondę Juno, że siły pływowe nie zawsze prowadzą do powstania globalnych oceanów magmy, skłania nas nie tylko do przemyślenia tego, co wiemy o wnętrzu Io" - podkreśla główny autor publikacji, Ryan Park.

"Ma ono również znaczenie dla naszego zrozumienia innych księżyców, takich jak Enceladus i Europa, a nawet egzoplanet, w tym super-ziemi. Nasze nowe odkrycia dają nam okazję do ponownego przemyślenia tego, co wiemy o formowaniu się i ewolucji planet" - tłumaczy.

Badacze liczą na kolejne odkrycia z systemu Jowisza, które mogą się niebawem pojawić. Otóż 24 listopada sonda wykonała swój 66. przelot nad wierzchołkami chmur Jowisza, a 27 grudnia nastąpi szczególnie silne zbliżenie do planety. Gdy orbita Juno będzie najbliżej jej centrum, znajdzie się ok. 3 500 kilometrów nad wierzchołkami chmur.

Marek Matacz