Madame Lelica

Io, una delle quattro grandi lune galileiane di Giove, è il corpo più vulcanicamente attivo del nostro sistema solare, ancor più della Terra., Ha oltre 400 vulcani attivi ed è spesso descritto come infernale. Io ha anche un’atmosfera estremamente sottile, composta principalmente da anidride solforosa (SO2). I vulcani di questo piccolo mondo vomitano regolarmente anidride solforosa nella sua atmosfera. Tuttavia, gli scienziati non erano sicuri se l’atmosfera derivi dall’anidride solforosa calda proveniente direttamente dai vulcani, o dall’anidride solforosa fredda che si accumula sulla superficie di Io e si congela prima di sublimare nell’atmosfera. Ora hanno stabilito che sono entrambi.

I calendari lunari del 2021 sono qui! Ordina i tuoi prima che se ne vadano. Fa un grande regalo!,

Utilizzando il telescopio ALMA in Cile, i ricercatori dell’Università della California, Berkeley hanno annunciato che fino alla metà dell’anidride solforosa nell’atmosfera di Io proviene direttamente dai suoi vulcani. I risultati sono stati pubblicati in due nuovi documenti peer-reviewed accettati per la pubblicazione nel Planetary Science Journal, che potete leggere qui e qui.

L’astronomo Imke de Pater, che ha guidato lo studio, ha dichiarato in una dichiarazione:

Non era noto quale processo guida le dinamiche nell’atmosfera di Io., È attività vulcanica o gas che sublima dalla superficie ghiacciata quando Io è alla luce del sole? Quello che mostriamo è che, in realtà, i vulcani hanno un grande impatto sull’atmosfera.

La risposta, si scopre, è entrambe le cose.

Parte dell’anidride solforosa si congela effettivamente sulla superficie, hanno scoperto i ricercatori. Questo accade quando Io passa attraverso l’ombra di Giove ogni 42 ore. Quando Io è stato osservato dai ricercatori il 20 marzo 2018, hanno notato che le emissioni radio dall’anidride solforosa sono diminuite esponenzialmente., Ciò significava che l’atmosfera inferiore di Io, 6-12 miglia (10-20 km) di altitudine, collassò e si congelò sulla superficie.

La temperatura durante questo periodo è scesa a -270 gradi Fahrenheit (-168 gradi Celsius), abbastanza fredda da congelare l’anidride solforosa. La superficie di Io è in genere di circa -230 gradi Fahrenheit (-150 gradi Celsius). Freddo, ma non abbastanza freddo da far congelare l’anidride solforosa.

Il 2 e l ‘ 11 settembre 2018, le emissioni di anidride solforosa sono aumentate di nuovo entro 10 minuti dopo che Io è emerso dall’ombra di Giove alla luce solare., De Pater ha detto:

Non appena Io entra in luce solare, la temperatura aumenta e si ottiene tutto questo ghiaccio SO2 che sublima in gas e si riforma l’atmosfera in circa 10 minuti, più velocemente di quanto i modelli avessero previsto.

Questo spiega da dove proviene parte dell’anidride solforosa congelata. Ma i ricercatori hanno notato anche qualcos’altro. ALMA ha rilevato un’abbondante anidride solforosa sui vulcani e bassi livelli di gas a livello globale nell’atmosfera di Io., Ciò ha suggerito che il gas più diffuso proveniva da vulcani invisibili o “stealth”. Emettono anidride solforosa, ma non altri fumi o particelle che possono essere facilmente visibili.

In questo momento, i ricercatori pensano che il gas extra provenga da tali vulcani stealth, anche se non potevano escludere completamente la possibilità che potesse essere anidride solforosa che non si sta condensando completamente sulla superficie., Come ha notato de Pater:

L’SO2 che vediamo con ALMA quando Io è in eclipse è ad un livello molto basso, e non possiamo dire se si tratti di vulcanismo stealth o causato da SO2 che non si condensa completamente.

Le osservazioni precedenti dell’Osservatorio Keck dello scorso luglio, tuttavia, hanno supportato lo scenario del vulcanismo stealth., Keck rilevato abbondante monossido di zolfo (SO) sopra i vulcani, così come diffusa nell’atmosfera. I ricercatori dicono che la luce solare rompe il legame zolfo-ossigeno nel biossido di zolfo che è stato espulso centinaia di chilometri sopra la superficie, creando il monossido di zolfo. De Pater ha detto:

Ma poi, quando abbiamo guardato il SO con Keck, possiamo solo spiegare le emissioni SO, che sono diffuse in superficie, attraverso questo vulcanismo stealth, perché l’eccitazione del SO richiede una temperatura molto elevata.,

Osservando Io nella sua orbita attorno a Giove mentre si muoveva dentro e poi fuori dall’ombra di Giove, i ricercatori sono stati in grado di capire quanta parte dei depositi di anidride solforosa della luna proveniva dal congelamento sulla superficie e quanto proveniva dallo stealth o da altri vulcani. Statia Luszcz-Cook della Columbia University di New York ha detto:

Quando Io passa nell’ombra di Giove ed è fuori dalla luce solare diretta, è troppo freddo per il gas di biossido di zolfo e si condensa sulla superficie di Io., Durante quel periodo, possiamo vedere solo anidride solforosa di origine vulcanica. Possiamo, quindi, vedere esattamente quanta parte dell’atmosfera è influenzata dall’attività vulcanica.

Utilizzando ALMA, gli scienziati sono stati in grado di “vedere”, per la prima volta, pennacchi di anidride solforosa e monossido di zolfo provenienti dai vulcani di Io. Due di questi vulcani, Karei Patera e Daedalus Patera, stavano eruttando a marzo, e un terzo vulcano era attivo a settembre.

I ricercatori ora calcolano che dal 30% al 50% dell’atmosfera di Io è prodotta direttamente dai vulcani attivi.

Un terzo gas, cloruro di potassio (KCI), è stato rilevato anche da ALMA, ed è un componente comune della lava., Secondo Luszcz-Cook:

Vediamo KCI in regioni vulcaniche dove non vediamo SO2 o GIÙ di LÌ. Questa è una forte prova che i serbatoi di magma sono diversi sotto diversi vulcani.

Katherine de Kleer del California Institute of Technology ha aggiunto:

Studiando l’atmosfera di Io e l’attività vulcanica, possiamo capire di più sui vulcani, il processo di riscaldamento delle maree e l’interno di Io.,

Gli scienziati sono desiderosi di saperne di più anche sul magma di Io e stanno pianificando di osservare la luna a lunghezze d’onda radio aggiuntive. Questi possono sondare diversi pollici sotto la superficie e fornire indizi su cosa è composto il magma di Io e la sua temperatura. Vogliono anche sapere di più sulla temperatura della bassa atmosfera di Io. De Pater ha detto:

Per misurare la temperatura dell’atmosfera di Io, abbiamo bisogno di ottenere una risoluzione più alta nelle nostre osservazioni, che richiede che osserviamo la luna per un periodo di tempo più lungo., Possiamo farlo solo quando Io è alla luce del sole, dal momento che non trascorre molto tempo in eclipse. Durante tale osservazione, Io ruoterà di decine di gradi. Avremo bisogno di applicare un software che ci aiuta a rendere le immagini unsmeared. Lo abbiamo fatto in precedenza con le immagini radio di Giove realizzate con ALMA e il Very Large Array.

Come può una piccola luna come Io, via d’uscita nel sistema solare esterno, avere vulcani attivi? Io è vulcanicamente attivo a causa del riscaldamento delle maree. Lo stesso lato di Io è rivolto verso Giove, proprio come lo stesso lato della luna è sempre rivolto verso la Terra., L’attrazione gravitazionale di Giove, così come le lune Europa e Ganimede, crea tremendi attriti e riscaldamento all’interno di Io.

Io è stato osservato per l’ultima volta da vicino dalla missione Galileo della NASA alla fine degli anni 1990 / primi anni 2000. L’attuale orbiter Juno ha visto Io da più lontano, ma la sua missione principale è osservare Giove stesso in dettaglio mentre orbita attorno al pianeta gigante. Ha preso alcune immagini interessanti da lontano però.

I nuovi risultati aiutano a risolvere il mistero di come si forma l’atmosfera di Io e di come i suoi vulcani giochino un ruolo importante in questo. Ma ci sono ancora molte altre domande a cui rispondere – e nuove da porre – sull’hotspot vulcanico più attivo del sistema solare.

Bottom line: vulcani attivi producono quasi la metà dell’atmosfera di zolfo di Io, secondo le nuove osservazioni utilizzando ALMA.

Fonte: ALMA Observations of Io Going into and Coming out of Eclipse

Fonte: High Spatial and Spectral Resolution Observations of the Forbidden 1.,707 um Rovibronic COSÌ le Emissioni Io: Prove per la diffusione della Stealth Vulcanismo*

Via UC Berkeley

Via NRAO