złożony obraz Io i Jowisza (Obraz Jowisza z sondy Cassini, Obraz Io z nowych badań). Pióropusze dwutlenku siarki z wulkanów Io są widoczne na Żółto. Image via ALMA (ESO/ NAOJ/ NRAO)/ I. De Pater et al./ NRAO / AUI NSF / S. Dagnello / NASA / ESA / UC Berkeley.
Io, jeden z czterech dużych galileuszowych księżyców Jowisza, jest najbardziej aktywnym wulkanicznie ciałem w naszym Układzie Słonecznym, nawet bardziej niż Ziemia., Ma ponad 400 aktywnych wulkanów i jest często opisywany jako piekielny. Io ma również niezwykle cienką atmosferę, złożoną głównie z dwutlenku siarki (SO2). Wulkany tego małego świata regularnie wyrzucają dwutlenek siarki do atmosfery. Mimo to naukowcy nie byli pewni, czy atmosfera pochodzi z gorącego dwutlenku siarki pochodzącego bezpośrednio z wulkanów, czy też zimnego dwutlenku siarki, który gromadzi się na powierzchni Io i zamarza przed sublimacją do atmosfery. Teraz ustalili, że to jedno i drugie.
kalendarze księżycowe 2021 już są! Zamów swoje, zanim odejdą. To świetny prezent!,
korzystając z teleskopu ALMA w Chile, naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley ogłosili, że nawet połowa dwutlenku siarki w atmosferze Io pochodzi bezpośrednio z jego wulkanów. Wyniki zostały opublikowane w dwóch nowych recenzowanych artykułach przyjętych do publikacji w The Planetary Science Journal, które można przeczytać tutaj i tutaj.
astronom Imke de Pater, który prowadził badania, powiedział w oświadczeniu:
nie było wiadomo, który proces napędza dynamikę w atmosferze Io., Czy jest to aktywność wulkaniczna, czy gaz, który sublimuje z lodowatej powierzchni, gdy Io jest w słońcu? To, co pokazujemy, to fakt, że wulkany mają duży wpływ na atmosferę.
okazuje się, że odpowiedź brzmi Jedno i drugie.
część dwutlenku siarki rzeczywiście zamarza na powierzchni, naukowcy odkryli. Dzieje się tak, gdy Io przechodzi przez cień Jowisza co 42 godziny. Kiedy Io był obserwowany przez naukowców w marcu 20, 2018, zauważyli, że emisje radiowe z dwutlenku siarki spadły wykładniczo., Oznaczało to, że niższa atmosfera Io, 6-12 Mil (10-20 km) wysokości, zapadła się i zamarła na powierzchni.
temperatura w tym okresie spadła do -270 stopni Fahrenheita( -168 stopni Celsjusza), wystarczająco zimna, aby dwutlenek siarki zamarzł. Powierzchnia Io wynosi zazwyczaj około -230 stopni Fahrenheita (-150 stopni Celsjusza). Zimno, ale nie dość zimno, aby dwutlenek siarki zamarzł.
2 i 11 września 2018 r. emisja dwutlenku siarki wzrosła ponownie w ciągu 10 minut po tym, jak Io wyłoniła się z cienia Jowisza z powrotem w światło słoneczne., De Pater powiedział:
gdy tylko Io dostanie się do światła słonecznego, temperatura wzrasta, a ty dostajesz cały ten lód SO2 sublimujący się w gaz i reformujesz atmosferę w około 10 minut, szybciej niż przewidywały modele.
To wyjaśnia, skąd pochodzi część zamrożonego dwutlenku siarki. Ale naukowcy zauważyli również coś innego. ALMA wykryła obfity dwutlenek siarki nad wulkanami, a także niski poziom gazu w atmosferze Io., Sugeruje to, że bardziej rozpowszechniony Gaz pochodzi z niewidocznych lub” stealth ” wulkanów. Emitują dwutlenek siarki, ale nie inne dym lub cząstki, które mogą być łatwo widoczne.
w tej chwili naukowcy uważają, że dodatkowy gaz pochodzi z takich ukrytych wulkanów, chociaż nie mogli całkowicie wykluczyć możliwości, że może to być dwutlenek siarki, który nie jest całkowicie kondensuje się na powierzchni., Jak zauważył de Pater:
SO2, które widzimy z Alma, gdy Io jest w zaćmieniu, jest na bardzo niskim poziomie i nie możemy powiedzieć, czy jest to wulkanizm stealth, czy spowodowane przez SO2 nie do końca kondensujące się.
Io, widziany przez sondę Galileo 19 września 1997 roku. Zdjęcie przez NASA / JPL / University of Arizona / NASA Photojournal.
wcześniejsze obserwacje z Obserwatorium Keck z lipca ubiegłego roku potwierdziły jednak scenariusz stealth volcanism., Keck wykrył obfity tlenek siarki (SO) nad wulkanami, a także rozpowszechniony w atmosferze. Naukowcy twierdzą, że światło słoneczne łamie Wiązanie Siarka-tlen w dwutlenku siarki, który został wyrzucony setki kilometrów nad powierzchnią, tworząc tlenek siarki. De Pater powiedział:
ale wtedy, gdy spojrzeliśmy na SO z Keck, możemy tylko wyjaśnić emisje SO, które są powszechne na powierzchni, poprzez ten Stealth wulkanizm, ponieważ wzbudzenie SO wymaga bardzo wysokiej temperatury.,
obserwując Io na jego orbicie wokół Jowisza, gdy poruszał się w cieniu Jowisza, a następnie poza nim, naukowcy byli w stanie dowiedzieć się, ile złóż dwutlenku siarki na Księżycu pochodzi z zamarzania na powierzchni i ile pochodzi z ukrycia lub innych wulkanów. Statia Luszcz-Cook Z Columbia University w Nowym Jorku powiedziała:
Kiedy Io przechodzi w cień Jowisza i nie ma bezpośredniego światła słonecznego, jest zbyt zimno dla gazu dwutlenku siarki i kondensuje się na powierzchni Io., W tym czasie możemy zobaczyć tylko dwutlenek siarki pochodzenia wulkanicznego. W związku z tym możemy dokładnie zobaczyć, jak duża część atmosfery ma wpływ na aktywność wulkaniczną.
erupcja wulkanu na Io, uchwycona przez kamery Galileo 28 czerwca 1997 roku. Obraz przez NASA.
bliższe spojrzenie Galileusza na jeden z wulkanów Io, zwany Pele, gdy wybuchł. Obraz przez NASA / JPL / USGS.,
używając ALMA, naukowcy byli w stanie „zobaczyć”, po raz pierwszy, pióropusze zarówno dwutlenku siarki, jak i tlenku siarki pochodzących z wulkanów Io. Dwa z tych wulkanów, Karei Patera i Dedalus Patera, wybuchły w marcu, a trzeci wulkan był aktywny we wrześniu.
naukowcy obliczają teraz, że 30% do 50% atmosfery Io jest wytwarzana bezpośrednio przez aktywne wulkany.
trzeci Gaz, chlorek potasu (KCI), został również wykryty przez Almę i jest częstym składnikiem lawy., Według Luszcz-Cook:
widzimy KCI w regionach wulkanicznych, gdzie nie widzimy SO2 lub SO. Jest to silny dowód na to, że zbiorniki magmy są różne pod różnymi wulkanami.
Katherine de Kleer z California Institute of Technology dodała:
badając atmosferę Io i aktywność wulkaniczną, możemy zrozumieć więcej na temat wulkanów, procesu ogrzewania pływowego i wnętrza Io.,w 1979 roku na pokładzie Voyagera 1 pojawił się wulkan Loki Patera, który był widziany przez Voyagera 1. Ciemną cechą W Kształcie Litery U jest jezioro lawy o średnicy 124 Mil (200 km). Zdjęcie przez NASA / JPL / USGS / Planetary Science Institute.
widok w podczerwieni aktywnych wulkanów Io z sondy Juno NASA, obecnie orbitującej wokół Jowisza. Wow! Zdjęcie przez NASA / JPL-Caltech / SwRI / INAF / The Planetary Society.,
naukowcy chcą dowiedzieć się więcej o magmie Io i planują obserwować księżyc na dodatkowych falach radiowych. Mogą one sondować kilka cali pod powierzchnią i dostarczyć wskazówek na temat tego, co składa się z magmy Io i jej temperatury. Chcą również dowiedzieć się więcej o temperaturze niższej atmosfery Io. De Pater powiedział:
aby zmierzyć temperaturę atmosfery Io, musimy uzyskać wyższą rozdzielczość w naszych obserwacjach, co wymaga, abyśmy obserwowali Księżyc przez dłuższy okres czasu., Możemy to zrobić tylko wtedy, gdy Io jest w słońcu, ponieważ nie spędza dużo czasu w zaćmieniu. Podczas takiej obserwacji Io będzie się obracać o kilkadziesiąt stopni. Będziemy musieli zastosować oprogramowanie, które pomaga nam tworzyć niepalone obrazy. Zrobiliśmy to wcześniej z radiowymi obrazami Jowisza wykonanymi z Almy i bardzo dużej macierzy.
jak mały księżyc, taki jak Io, znajdujący się w zewnętrznym Układzie Słonecznym, może mieć aktywne wulkany? Io jest aktywna wulkanicznie ze względu na ogrzewanie pływowe. Ta sama strona Io jest zwrócona ku Jowiszowi, tak jak ta sama strona księżyca zawsze zwrócona ku Ziemi., Przyciąganie grawitacyjne Jowisza, jak również księżyców Europa i Ganimedes, powoduje ogromne tarcie i ogrzewanie wewnątrz Io.
Io była ostatnio obserwowana z bliska przez misję Galileo NASA pod koniec lat 90. / na początku 2000. obecny Orbiter Juno widział Io z większej odległości, ale jego głównym zadaniem jest obserwowanie samego Jowisza w szczegółach, gdy okrąża on gigantyczną planetę. Jednak z dystansu zrobiło kilka fajnych zdjęć.
Imke de Pater na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley, który prowadzi nowe badania. Obraz via UC Berkeley.,
nowe wyniki pomagają rozwiązać zagadkę, jak powstaje atmosfera Io i jak jej wulkany odgrywają w tym dużą rolę. Ale wciąż jest wiele pytań do odpowiedzi – i nowych do zadawania-na temat najbardziej aktywnego wulkanu w Układzie Słonecznym.
Bottom line: aktywne wulkany produkują prawie połowę atmosfery siarkowej Io, zgodnie z nowymi obserwacjami z wykorzystaniem ALMA.
Source: Alma Observations of Io Going into and Coming out of Eclipse
Source: High Spatial and Spectral Resolution Observations of the Forbidden 1.,707 um Rovibronic so Emissions on Io: Evidence for general Stealth Volcanism*
Via UC Berkeley
Via NRAO
Paul Scott Anderson miał pasję do eksploracji kosmosu, która rozpoczęła się, gdy był dzieckiem, kiedy oglądał kosmos Carla Sagana. W czasie nauki w szkole był znany z zamiłowania do eksploracji kosmosu i astronomii. W 2005 założył blog „The Meridiani Journal”, który był kroniką eksploracji planetarnej., W 2015 roku blog został przemianowany na Planetaria. Choć interesuje się wszystkimi aspektami eksploracji kosmosu, jego główną pasją jest planetologia. W 2011 roku zaczął pisać o kosmosie na zasadzie freelancera, obecnie pisze dla AmericaSpace i futuryzmu (część Vocal). Pisał również dla Universe Today I SpaceFlight Insider, a także został opublikowany w The Mars Quarterly i zrobił dodatkowe pisanie dla znanej aplikacji iOS Exoplanet na iPhone ' a i iPada.