Madame Lelica

木星の四つの大きなガリレオ衛星の一つであるイオは、地球よりも太陽系で最も火山活動している天体です。, それは400以上の活火山を持っており、しばしば地獄のように記述されています。 イオはまた、ほとんどが二酸化硫黄（SO2）で構成される非常に薄い雰囲気を持っています。 この小さな世界の火山は、定期的にその大気中に二酸化硫黄を吐き出します。 それでも、科学者たちは、大気が火山から直接来る熱い二酸化硫黄に由来するのか、イオの表面に蓄積して大気中に昇華する前に凍っている冷たい二酸化硫黄に由来するのかはわかりませんでした。 今、彼らはそれが両方であると判断しました。

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チリのアルマ望遠鏡を使用して、カリフォルニア大学バークレー校の研究者は、イオの大気中の二酸化硫黄の半分までがその火山から直接来ること その結果は、惑星科学ジャーナルに掲載されるために受け入れられた二つの新しい査読論文に掲載されています。

研究を主導した天文学者Imke de Paterは、声明で次のように述べています。

どのプロセスがIoの大気中のダイナミクスを駆動するかは知られていませんでした。, それは火山活動ですか、それともイオが日光の中にあるときに氷の表面から昇華するガスですか？ 私たちが示しているのは、実際には火山が大気に大きな影響を与えているということです。

答えは、結局のところ、両方です。

二酸化硫黄の一部は実際に表面に凍結している、と研究者らは見つけた。 これは、イオが42時間ごとに木星の影を通過するときに起こります。 IoがMarch20、2018の研究者によって観察されていたとき、彼らは二酸化硫黄からの無線放出が指数関数的に低下したことに気付きました。, これは、イオの高度6-12マイル(10-20km)の低層大気が崩壊し、表面に凍結したことを意味した。

この期間中の温度は、二酸化硫黄が凍結するのに十分な寒さで、華氏-270度（-168℃）に低下しました。 Ioの表面は、通常、華氏約-230度（摂氏-150度）です。 寒いですが、二酸化硫黄が凍るのに十分なほど寒くはありません。

September2and11,2018では、イオが木星の影から日光に戻ってから10分以内に二酸化硫黄の排出量が再び上昇しました。, De Paterは言いました：

Ioが日光に入るとすぐに温度が上昇し、このSO2の氷がすべてガスに昇華し、モデルが予測していたものよりも約10分

これは、凍結した二酸化硫黄の一部がどこから来たのかを説明します。 しかし、研究者は同様に何か他のものに気づいた。 アルマ望遠鏡は、火山の上に豊富な二酸化硫黄と、イオの大気中の世界的に低レベルのガスを検出しました。, これは、より広範なガスが目に見えない、または”ステルス”火山から生じていたことを示唆した。 それらは二酸化硫黄を放出するが、容易に見ることができる他の煙または粒子を放出しない。

今、研究者たちは、余分なガスがそのようなステルス火山から来ていると考えていますが、表面に完全に凝縮していない二酸化硫黄である可能性を完全に排除することはできませんでした。, De Paterが指摘したように：

Ioが日食にあるときにALMAで見るSO2は非常に低いレベルにあり、それがステルス火山活動であるか、SO2が完全に凝縮していないことによって引き起こされるかどうかはわかりません。

しかし、ケック天文台からの以前の観測では、ステルス火山活動のシナリオを支持していた。, ケックは火山の上に豊富な一酸化硫黄（SO）を検出し、大気中に広がっていました。 研究者らは、太陽光が表面から数百キロメートル上に放出された二酸化硫黄中の硫黄-酸素結合を壊し、一酸化硫黄を作り出すと言います。 De Paterは言った：

しかし、ケックでSOを見たとき、SOの励起は非常に高い温度を必要とするため、このステルス火山活動を通じて表面に広がっているSO排出量を説明することしかできません。,

木星の影に入り込んだときに木星の周りの軌道でイオを観測することによって、研究者らは月の二酸化硫黄鉱床のどれくらいが表面に凍結したものか、ステルスや他の火山からどれくらいが来たかを把握することができました。 ニューヨークのコロンビア大学のStatia Luszcz-Cookは次のように述べています。

イオが木星の影に入り、直射日光の当たらないとき、二酸化硫黄ガスには冷たすぎて、イオの表面に凝縮します。, その間、私たちは火山由来の二酸化硫黄しか見ることができません。 したがって、火山活動によって大気がどれだけ影響を受けているかを正確に見ることができます。

アルマ望遠鏡を用いることにより、科学者たちはイオの火山から二酸化硫黄と一酸化硫黄の両方の噴煙を初めて”見る”ことができました。 これらの火山のうち、Karei PateraとDaedalus Pateraは月に噴火しており、xnumx月には第三の火山が活動していました。

研究者らは現在、イオの大気の30％から50％が活火山によって直接生成されていると計算しています。

第三のガスである塩化カリウム（KCI）もアルマ望遠鏡によって検出され、溶岩の共通成分である。, Luszcz-Cookによると：

私たちはSO2かそこらが表示されていない火山地域でKCIを参照してください。 これは、マグマの貯水池が異なる火山の下で異なっているという強力な証拠です。

カリフォルニア工科大学のキャサリン-デ-クレアは次のように追加しました。

イオの大気と火山活動を研究することによって、火山、潮汐加熱プロセス、イオの内部についてもっと理解することができます。,

科学者たちは、イオのマグマについてもっと知りたいと熱望しており、追加の電波波長で月を観察する予定です。 これらのできるプローブを複数インチの下に表面を知る手がかりを与えうIoのマグマで構成され、その温度です。 彼らはまた、Ioの低層大気の温度についてもっと知りたいと思っています。 De Paterは言った：

イオの大気の温度を測定するためには、観測でより高い解像度を得る必要があり、月をより長い期間観測する必要, これは、Ioが日食に多くの時間を費やさないため、Ioが日光の下にあるときにのみ行うことができます。 このような観測の間、Ioは数十度回転します。 していく必要がありま適用するソフトウェアを作unsmearedます。 私たちは、アルマ望遠鏡と非常に大きなアレイで作られた木星の電波画像でこれを以前に行っています。

イオのような小さな月は、太陽系の外側に出て、活火山を持つことができますか？ イオは潮汐加熱により火山活動している。 月の同じ側が常に地球に面しているのと同じように、イオの同じ側が木星に面しています。, 木星の重力の引き、そして衛星エウロパとガニメデは、イオの内部で途方もない摩擦と加熱を引き起こします。

イオは1990年代後半から2000年代初頭にかけてNASAのガリレオミッションによって最後に観測されましたが、現在のジュノオービターはイオを遠くから見てきましたが、その主なミッションは木星そのものが巨大な惑星を周回するために詳細に観測することです。 となるヨーロッパをテーマにした画像からの距離ものです。

新しい結果は、イオの大気がどのように形成され、その火山がどのようにその中で主要な役割を果たすかの謎を解決するのに役立ちます。 しかし、太陽系で最も活発な火山のホットスポットについて、答えられるべき多くの質問がまだあります–そして尋ねられるべき新しい質問–。

ボトムライン：アルマ望遠鏡を用いた新しい観測によると、活火山はイオの硫黄大気のほぼ半分を生成します。

出典：イオの日食に出入りするアルマ望遠鏡の観測

出典：禁じられた1の高空間分解能およびスペクトル分解能の観測。,707um Rovibronic So Io上の排出量:広範なステルス火山活動の証拠*

カリフォルニア大学バークレー校経由

Nrao経由