2020-10-24 20:53

Что происходит с Ио во время непрерывного извержения вулканов: новое исследование

Воздействие вулканов на атмосферу спутника Юпитера впервые показано напрямую.

Ио — самая вулканически активная луна в Солнечной системе. Здесь находится более 400 действующих вулканов, извергающих серные газы, которые при замерзании на поверхности придают Ио его желто-бело-оранжево-красный цвет.

Предыдущие исследования показали, что в тонкой атмосфере Ио преобладает газообразный диоксид серы, который в конечном итоге является источником вулканической активности.

«Неизвестно, какой процесс движет динамикой в атмосфере Ио: вулканическая активность или газ, который сублимируется с ледяной поверхности, когда поверхность луны находится под воздействием солнечного света», — Имке де Патер, соавтор исследования из Калифорнийского университета в Беркли.

С помощью микроволнового телескопа ALMA исследователи проследили за различными процессами, которые приводят к образованию атмосферы Ио. Они провели наблюдения за луной, когда она скрывалась за тенью Юпитера и увидели даже самые холодные молекулы газов, в том числе и те вещества, которые выбрасывают вулканы Ио.

На этом видео показаны изображения Ио в радиодиапазоне (сделанные с помощью ALMA) и в оптическом свете (сделанные с помощью миссий Вояджер-1 и Галилео). Изображения ALMA были получены, когда Ио перешла в тень Юпитера в марте 2018 года (затмение) и из тени Юпитера на солнечный свет в сентябре 2018 года. На этих радиоизображениях впервые показаны шлейфы диоксида серы, выделенные жёлтым и поднимающиеся из вулканов на Ио.

«Когда Ио проходит в тени Юпитера и находится вне прямого солнечного света, это слишком холодно для сернистого газа, и он конденсируется на поверхности Ио. В то время мы можем видеть только диоксид серы вулканического происхождения. Таким образом, мы можем точно увидеть, какая часть атмосферы подвержена влиянию вулканической активности», — Статия Лущ-Кук из Колумбийского университета в Нью-Йорке.

Благодаря исключительному разрешению и чувствительности ALMA астрономы впервые смогли ясно увидеть шлейфы диоксида серы (SO2) и монооксида серы (SO), поднимающиеся из вулканов. Основываясь на снимках, они подсчитали, что действующие вулканы непосредственно производят 30-50 процентов атмосферы Ио.

Снимки ALMA также показали, что из вулканов выходит третий газ: хлорид калия (KCl). «Мы видим KCl в вулканических регионах, где мы не видим SO2 или SO. Это убедительное доказательство того, что резервуары магмы под разными вулканами различаются», — пояснила Лущ-Кук.

Этот спутник вулканически активен из-за процесса, называемого приливным нагревом. Ио вращается вокруг Юпитера по не совсем круглой орбите и всегда обращен одной стороной к планете. Гравитационное притяжение других спутников — Европы и Ганимеда — вызывает огромное количество внутреннего трения и тепла, в результате чего возникают вулканы, такие как Локи Патера, размер которого составляет более 200 километров в поперечнике.

«Изучая атмосферу Ио и вулканическую активность, мы узнаем больше не только о самих вулканах, но также о процессе приливного нагрева и внутренней части Ио», — Статия Лущ-Кук.

В будущих исследованиях ученые надеются измерить температуру в нижних слоях атмосферы Ио. Для этого потребуются более длительные наблюдения и более высокое разрешение изображений.

Посмотрите на Юпитер во время затмения Ио: 360°-видео в 8K.

Источник: nat-geo.ru

Вернуться к списку новостей