samengesteld beeld van Io en Jupiter (Jupiter-beeld van het ruimtevaartuig Cassini, Io-beeld van het nieuwe onderzoek). Zwaveldioxide pluimen van IO ‘ s vulkanen zijn in het geel te zien. Afbeelding via Alma (ESO/ NAOJ/ NRAO)/ I. De Pater et al./ NRAO / AUI NSF / S. Dagnello / NASA / ESA / UC Berkeley.
Io, een van de vier grote Galileïsche manen van Jupiter, is het meest vulkanisch actieve lichaam in ons zonnestelsel, nog meer dan de aarde., Het heeft meer dan 400 actieve vulkanen en wordt vaak beschreven als hels. Io heeft ook een extreem dunne atmosfeer, voornamelijk samengesteld uit zwaveldioxide (SO2). De vulkanen van deze kleine wereld spuwen regelmatig zwaveldioxide in de atmosfeer. Toch wisten wetenschappers niet zeker of de atmosfeer afkomstig was van heet zwaveldioxide dat rechtstreeks uit de vulkanen kwam, of van koud zwaveldioxide dat zich ophoopt op het oppervlak van Lo en bevriest voordat het in de atmosfeer sublimeert. Nu hebben ze vastgesteld dat het beide is.
De maankalenders van 2021 zijn hier! Bestel de jouwe voordat ze weg zijn. Maakt een geweldig cadeau!,met behulp van de ALMA-telescoop in Chili hebben onderzoekers van de Universiteit van Californië-Berkeley aangekondigd dat tot de helft van het zwaveldioxide in de atmosfeer van Lo rechtstreeks afkomstig is van zijn vulkanen. De resultaten zijn gepubliceerd in twee nieuwe peer-reviewed papers aanvaard voor publicatie in de Planetary Science Journal, die u hier en hier kunt lezen.
astronoom Imke de Pater, die de studie leidde, zei in een verklaring:
Het was niet bekend welk proces de dynamiek in de atmosfeer van Io drijft., Is het vulkanische activiteit, of gas dat sublimeert van het ijzige oppervlak als Io in zonlicht is? We laten zien dat vulkanen een grote impact hebben op de atmosfeer.
het antwoord blijkt beide te zijn.
een deel van het zwaveldioxide bevriest inderdaad op het oppervlak, vonden de onderzoekers. Dit gebeurt als Io om de 42 uur door Jupiters schaduw gaat. Toen Io werd waargenomen door de onderzoekers op 20 maart 2018, merkten ze dat de radio-uitstoot van zwaveldioxide exponentieel daalde., Dit betekende dat Lo ‘ s lagere atmosfeer, 10-20 km hoog, instortte en bevroor op het oppervlak.
De temperatuur tijdens deze periode daalde tot -270 graden Fahrenheit (-168 graden Celsius), koud genoeg om zwaveldioxide te bevriezen. Io ‘ s oppervlak is meestal ongeveer -230 graden Fahrenheit (-150 graden Celsius). Koud, maar niet koud genoeg om de zwaveldioxide te bevriezen.op 2 en 11 September 2018 steeg de uitstoot van zwaveldioxide weer binnen 10 minuten nadat Io uit de schaduw van Jupiter weer in het zonlicht kwam., De Pater zei:
zodra Io in het zonlicht komt, stijgt de temperatuur, en je krijgt al dit SO2-ijs sublimeren in gas, en je reformeert de atmosfeer in ongeveer 10 minuten tijd, sneller dan wat modellen hadden voorspeld.
dat verklaart waar een deel van het bevroren zwaveldioxide vandaan komt. Maar de onderzoekers merkten ook iets anders op. ALMA ontdekte overvloedig zwaveldioxide boven de vulkanen, evenals lage niveaus van het gas wereldwijd in de atmosfeer van Lo., Dit suggereert dat het meer wijdverspreide gas afkomstig was van ongeziene of “stealth” vulkanen. Ze stoten zwaveldioxide uit, maar geen andere rook of deeltjes die gemakkelijk te zien zijn.op dit moment denken de onderzoekers dat extra gas afkomstig is van dergelijke stealth vulkanen, hoewel ze niet volledig konden uitsluiten dat het zwaveldioxide zou kunnen zijn dat niet volledig condenseert op het oppervlak., Zoals de Pater opmerkte:
de SO2 die we zien met Alma wanneer Io in eclips is, is op een zeer laag niveau, en we kunnen niet zeggen of dat stealth vulkanisme is of veroorzaakt door SO2 niet volledig condenserend.
Io, Zoals Gezien door het Galileo-ruimtevaartuig op 19 September 1997. Foto via NASA/ JPL / University Of Arizona / NASA Fotojournal.
eerdere waarnemingen van het Keck Observatorium van afgelopen juli ondersteunden echter het stealth vulkanisme scenario., Keck ontdekte overvloedige zwavelmonoxide (SO) boven de vulkanen, evenals wijdverspreid in de atmosfeer. De onderzoekers zeggen dat zonlicht breekt de zwavel-zuurstofbinding in het zwaveldioxide dat is uitgestoten honderden kilometers boven het oppervlak, waardoor de zwavelmonoxide. De Pater zei:
maar toen we met Keck naar de SO keken, konden we alleen de SO-emissies verklaren, die wijdverspreid zijn op het oppervlak, door dit stealth vulkanisme, omdat excitatie van de SO een zeer hoge temperatuur vereist.,
door IO in zijn baan rond Jupiter te observeren toen het zich in en uit de schaduw van Jupiter bewoog, konden de onderzoekers achterhalen hoeveel van de zwaveldioxide-afzettingen van de maan afkomstig waren van bevriezing op het oppervlak en hoeveel afkomstig waren van stealth of andere vulkanen. Statia Luszcz-Cook van de Columbia University in New York zei:
wanneer Io in de schaduw van Jupiter passeert, is het te koud voor zwaveldioxide en condenseert het op Io ‘ s oppervlak., In die tijd zien we alleen zwaveldioxide van vulkanische oorsprong. We kunnen dus precies zien hoeveel van de atmosfeer wordt beïnvloed door vulkanische activiteit.
een vulkaanuitbarsting op Io, gevangen door Galileo ’s camera’ s op 28 juni 1997. Beeld via NASA.
een nadere blik van Galileo op een van Io ‘ s vulkanen, genaamd Pele, toen deze uitbarstte. Beeld via NASA / JPL / USGS.,door gebruik te maken van Alma konden wetenschappers voor het eerst de pluimen van zowel zwaveldioxide als zwavelmonoxide uit de vulkanen van Io zien. Twee van die vulkanen, Karei Patera en Daedalus Patera, braken uit in Maart en een derde vulkaan was actief in September.de onderzoekers berekenen nu dat 30 tot 50% van de atmosfeer van Io rechtstreeks door actieve vulkanen wordt geproduceerd.een derde gas, kaliumchloride (KCI), werd ook gedetecteerd door ALMA en is een veel voorkomend bestanddeel van lava., Volgens Luszcz-Cook:
zien we KCI in vulkanische gebieden waar we geen SO2 of zo zien. Dit is sterk bewijs dat de magma reservoirs verschillend zijn onder verschillende vulkanen.
Katherine de Kleer van het California Institute of Technology voegde hieraan toe:
door de atmosfeer en vulkanische activiteit van Io te bestuderen, kunnen we meer begrijpen over de vulkanen, het getijdenverwarmingsproces en het interieur van Io.,
De Vulkaan Loki Patera, zoals waargenomen door Voyager 1 in 1979. De donkere U-vormige functie is een lavameer ongeveer 124 mijl (200 km) in doorsnede. Beeld via NASA / JPL / USGS / Planetary Science Institute.
infrarood beeld van Io ’s actieve vulkanen vanuit NASA’ s Juno ruimtevaartuig, dat momenteel rond Jupiter cirkelt. Wow! Beeld via NASA / JPL-Caltech/ SwRI/ INAF / The Planetary Society.,
de wetenschappers willen ook graag meer te weten komen over Io ‘ s magma, en zijn van plan om de maan te observeren met extra radiogolflengten. Deze kunnen enkele centimeters onder het oppervlak sonderen en aanwijzingen geven over waaruit Lo ‘ s magma bestaat en zijn temperatuur. Ze willen ook meer weten over de temperatuur van Lo ‘ s lagere atmosfeer. De Pater zei:
om de temperatuur van Io ‘ s atmosfeer te meten, moeten we een hogere resolutie verkrijgen in onze waarnemingen, wat vereist dat we de maan langer observeren., We kunnen dit alleen doen als Io in zonlicht is, omdat het niet veel tijd in eclips doorbrengt. Tijdens een dergelijke observatie zal Io tientallen graden draaien. We zullen software moeten toepassen die ons helpt om onbeschadigde beelden te maken. We hebben dit eerder gedaan met radiobeelden van Jupiter gemaakt met ALMA en de zeer grote Array.
Hoe kan een kleine maan zoals Io, ver in het buitenste zonnestelsel, actieve vulkanen hebben? Io is vulkanisch actief door getijdenverwarming. Dezelfde kant van Io staat tegenover Jupiter, net zoals dezelfde kant van de maan altijd tegenover de Aarde staat., De zwaartekracht van Jupiter, evenals de manen Europa en Ganymedes, zorgt voor enorme wrijving en verwarming binnen Io.de huidige Juno orbiter heeft Io van verder weg gezien, maar zijn primaire missie is om Jupiter zelf in detail te observeren in zijn baan om de reuzenplaneet. Het heeft een aantal coole beelden genomen van een afstand al.
Imke de Pater aan de University of California, Berkeley, die het nieuwe onderzoek leidde. Afbeelding via UC Berkeley.,
De nieuwe resultaten helpen het mysterie op te lossen van hoe Io ‘ s atmosfeer ontstaat en hoe de vulkanen daarin een belangrijke rol spelen. Maar er zijn nog veel meer vragen te beantwoorden – en nieuwe te stellen – over de meest actieve vulkanische hotspot van het zonnestelsel.
Bottom line: actieve vulkanen produceren bijna de helft van Io ‘ s zwavelatmosfeer, volgens nieuwe waarnemingen met ALMA.
bron: Alma Observations of Io Going into and Coming out of Eclipse
bron: hoge ruimtelijke en spectrale resolutie Observations of the Forbidden 1.,707 um Rovibronic so Emissions on Io: Evidence for wide wide Stealth Vulcanism*
Via UC Berkeley
Via NRAO
