Вулканическое воздействие на атмосферу Ио

Ио — самая вулканически активная луна в нашей Солнечной системе. Здесь находится более 400 действующих вулканов, извергающих серные газы, которые при замерзании на поверхности придают Ио его желто-бело-оранжево-красный цвет.

Несмотря на то, что он очень тонкий — примерно в миллиард раз тоньше атмосферы Земли, — Ио обладает атмосферой, которая может рассказать нам о вулканической активности Ио и дать нам окно в экзотические внутренности Луны и то, что происходит под ее красочной корой.

Предыдущие исследования показали, что в атмосфере Ио преобладает газообразный диоксид серы, в конечном итоге полученный в результате вулканической активности. «Однако неизвестно, какой процесс движет динамикой в ​​атмосфере Ио», — сказала Имке де Патер из Калифорнийского университета в Беркли. «Это вулканическая активность или газ, который сублимировался (перешел из твердого в газообразное состояние) с ледяной поверхности, когда Ио находится на солнечном свете?»

Чтобы различать различные процессы, вызывающие атмосферу Ио, группа астрономов использовала ALMA для создания снимков Луны, когда она входила и выходила из тени Юпитера (они называют это «затмением»).

«Когда Ио проходит в тень Юпитера и находится вне прямого солнечного света, он слишком холоден для газообразного диоксида серы, и он конденсируется на поверхности Ио. В течение этого времени мы можем видеть только диоксид серы вулканического происхождения. Поэтому мы можем точно увидеть, как большая часть атмосферы находится под воздействием вулканической активности », — объяснила Статия Лущ-Кук из Колумбийского университета в Нью-Йорке.

Благодаря исключительному разрешению и чувствительности ALMA астрономы впервые смогли ясно увидеть шлейфы диоксида серы (SO2) и монооксида серы (SO), поднимающиеся из вулканов. Основываясь на снимках, они подсчитали, что действующие вулканы непосредственно производят 30-50 процентов атмосферы Ио.

Изображения ALMA также показали, что из вулканов выходит третий газ: хлорид калия (KCl). «Мы видим KCl в вулканических регионах, где мы не видим SO2 или SO», — сказал Лущ-Кук. «Это убедительное доказательство того, что резервуары магмы под разными вулканами различаются».

Ио вулканически активен из-за процесса, называемого приливным нагревом. Ио вращается вокруг Юпитера по не совсем круглой орбите, и, как наша Луна всегда обращена к одной и той же стороне Земли, так и одна и та же сторона Ио всегда обращена к Юпитеру. Гравитационное притяжение других спутников Юпитера — Европы и Ганимеда — вызывает огромное количество внутреннего трения и тепла, в результате чего возникают вулканы, такие как Локи Патера, размер которого составляет более 200 километров (124 мили) в поперечнике. «Изучая атмосферу Ио и вулканическую активность, мы узнаем больше не только о самих вулканах, но также о процессе приливного нагрева и внутренней части Ио», — добавил Лущ-Кук.

Большой неизвестностью остается температура в нижних слоях атмосферы Ио. В будущих исследованиях астрономы надеются измерить это с помощью ALMA. «Чтобы измерить температуру атмосферы Ио, нам нужно получить более высокое разрешение в наших наблюдениях, что требует, чтобы мы наблюдали за Луной в течение более длительного периода времени. Мы можем делать это только тогда, когда Ио находится на солнечном свете, поскольку она не тратит много время в затмении, — сказал де Патер. «Во время такого наблюдения Ио будет вращаться на десятки градусов. Нам понадобится программное обеспечение, которое поможет нам делать немазанные изображения. Мы уже делали это ранее с радиоизображениями Юпитера, сделанными с помощью ALMA и очень большого массива (VLA). . «

Национальная радиоастрономическая обсерватория — это объект Национального научного фонда, управляемый в соответствии с соглашением о сотрудничестве Associated Universities, Inc.

Имке де Патер и Статиа Лущ-Кук работали с Патрисио Рохо из Университета Чили, Эрин Редвинг из Калифорнийского университета в Беркли, Кэтрин де Клер из Калифорнийского технологического института (Калифорнийский технологический институт) и Ариэль Моулле из SOFIA / USRA в Калифорнии. .

Это исследование под названием «Наблюдения ALMA за входом и выходом Ио из затмения» было принято к публикации в The Planetary Science Journal.

Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

*