За първи път астрономите са видели ясни доказателства за струи токсичен вулканичен газ, изригващи от вулканите на Йо.
Новите радиоизображения на луната на Юпитер дават отговори на въпроси за атмосферата на Йо.
Йо е най-вулканичното място в Слънчевата система. Повече от 400 активни вулкана покриват повърхността му, което е проява на вътрешното напрежение на спътника, тъй като той е гравитационно издърпан в различни посоки не само от Юпитер, но и от три други Галилееви спътника на газовия гигант.
В тънката атмосфера и на повърхността на Йо доминира серен диоксид – да, сяра – се изхвърля отвътре. Той изхвърля газ през вулканични пукнатини и се настанява на земята през нощта, охлаждайки и придавайки на сателита жълти и оранжеви нюанси.
Но колко от този газ идва директно от вулкани в сравнение с това колко идва от замръзналата повърхност на серен диоксид, претоплен от слънцето? Беше трудно да се определи количествено.
„Не е известно какъв процес задвижва динамиката в атмосферата на Йо“, каза астрономът Имке де Патер от Калифорнийския университет, Бъркли.
„Вулканична активност ли е или газът, който сублимира от заледената повърхност, когато Йо е на слънчева светлина? Ние показваме, че вулканите имат голямо влияние върху атмосферата.
Най-накрая изследователите имат отговорите и в същото време са успели да открият струи вулканична сяра на Луната.
За свят, който постоянно изтича вулканичен газ, атмосферата на Йо е изненадващо тънка; по-голямата част от газа излиза чрез сложни взаимодействия с Юпитер и неговото магнитно поле с около 1 метричен тон в секунда, създавайки колосална поничка от плазма, наречена плазмен тор на Йо, който обикаля около Юпитер.
Останалата атмосфера може да разкаже много за геоложките процеси в Луната, което от своя страна може да ни помогне да разберем някои от динамиката на планетите извън нашата Слънчева система.
Видеото показва изображения на Луната на Юпитер Йо в радиоспектъра (получен от ALMA) и в оптична светлина (от мисиите Voyager 1 и Galileo), тъй като Io е затъмнен от Юпитер и излиза от затъмнение. Радиоизображенията за първи път показват струи серен диоксид (в жълто), издигащи се от вулканите на Йо. [Видео с любезното съдействие на ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), И. де Патер и др .; NRAO / AUI NSF, S. Dagnello; НАСА].
Ако знаем точно ефектите от конкурентните гравитационни влияния върху Йо и защо тези влияния нямат същия ефект върху други тела, можем да направим по-информирани изводи за това как гравитацията влияе на екзопланетите твърде далеч, за да ги видим добре.
Така че астрономите са използвали чилийския масив с телескоп Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA), за да изучават Йо по-отблизо в радиовълните, докато се движи навътре и извън сянката на Юпитер.
Първото нещо, което откриха, беше, че в атмосферата на Йо не остана серен диоксид. През нощта температурата пада под точката на замръзване на серен диоксид.
Цветно изображение на Йо от космическия кораб „Галилей“. (NASA / JPL / Университет на Аризона)
Когато повърхността отново е изложена на дневна светлина, замръзналият серен диоксид се сублимира обратно в атмосферата, като я попълва за около 10 минути – много по-бързо от очакваното.
Тази странна странност се оказа перфектният инструмент за изучаване на въздействието на вулканичната атмосфера.
„Когато Йо влезе в сянката на Юпитер и е извън пряката слънчева светлина, е твърде студено за сяра газ, който се кондензира на повърхността на Йо“, обясни астрономът Статия Луш-Кук от Колумбийския университет.
„По това време можем да видим само серен диоксид от вулканичен произход. По този начин можем да видим точно каква част от атмосферата е засегната от вулканична дейност. '
В изображенията на ALMA астрономите успяха за първи път ясно да идентифицират следи от емисии на серен диоксид и серен оксид от вулканични източници.
Във вулканични райони, където няма серен диоксид или монооксид, те видяха нещо друго – калиев хлорид, друг вулканичен газ.
Това предполага, че различни вулкани изригват от различни резервоари на магма.
От изображенията екипът успя да изчисли приноса на вулканите към атмосферата на Йо. 30 до 50 процента от серен диоксид идва директно от вулкани.
Изследователите казват, че следващата стъпка ще бъде опитът да се измери температурата на атмосферата на Йо, особено на ниска надморска височина.
„За да измерим температурата на атмосферата на Йо, трябва да получим по-висока разделителна способност в нашите наблюдения, което изисква наблюдение на спътника за дълъг период от време. Това можем да направим само когато Йо е на слънчева светлина ”, каза дьо Патер.
Изследването е достъпно в две статии, една публикувана в The Planetary Science Journal и друга в пресата в The Planetary Science Journal и качена в arXiv.
