Poprvé astronomové viděli jasné důkazy o oblacích toxického sopečného plynu, které vybuchovaly ze sopek Io.
Nové rádiové snímky měsíce Jupitera poskytují odpovědi na otázky týkající se atmosféry Io.
Io je nejvíce vulkanické místo ve sluneční soustavě. Více než 400 aktivních sopek pokrývá jeho povrch, což je projevem vnitřního napětí satelitu, protože je gravitačně tažen v různých směrech nejen Jupiterem, ale také třemi dalšími galilejskými satelity plynného obra.
V tenké atmosféře a na povrchu Io je dominantní oxid siřičitý – ano, síra – chrlí zevnitř. Chrlí plyn vulkanickými trhlinami a v noci se usazuje na zemi, ochlazuje a dává satelitu žluté a oranžové odstíny.
Kolik však tohoto plynu pochází přímo ze sopek ve srovnání s tím, kolik pochází ze zmrzlého povrchu oxidu siřičitého ohřátého sluncem? Bylo těžké to vyčíslit.
„Není známo, jaký proces řídí dynamiku v atmosféře Io,“ řekl astronom Imke de Pater z Kalifornské univerzity v Berkeley.
“Je to sopečná činnost nebo plyn, který sublimuje z ledového povrchu, když je Io na slunci?” Ukazujeme, že sopky mají velký vliv na atmosféru. “
Vědci konečně mají odpovědi a zároveň dokázali detekovat oblaky sopečné síry na Měsíci.
Pro svět, ze kterého neustále uniká sopečný plyn, je atmosféra Io překvapivě tenká; většina plynu uniká složitými interakcemi s Jupiterem a jeho magnetickým polem rychlostí přibližně 1 tuny za sekundu a vytváří kolosální koblihu plazmy zvanou Ioův plazmový torus, který obíhá kolem Jupitera.
Zbývající atmosféra může hodně říci o geologických procesech uvnitř Měsíce, což nám může pomoci porozumět některé dynamice planet mimo naši sluneční soustavu.
Video ukazuje snímky Jupiterova měsíce Io v rádiovém spektru (získaném ALMA) a v optickém světle (z misí Voyager 1 a Galileo), když Io je zastíněn Jupiterem a vynořuje se ze zatmění. Rozhlasové snímky poprvé ukazují oblaky oxidu siřičitého (žlutě) stoupajícího ze sopek na Io. [Video s laskavým svolením ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), I. de Pater a kol .; NRAO / AUI NSF, S. Dagnello; NASA].
Pokud přesně známe účinky konkurenčních gravitačních vlivů na Io a proč tyto vlivy nemají stejný účinek na ostatní tělesa, můžeme vyvodit informovanější závěry o tom, jak gravitace ovlivňuje exoplanety příliš daleko, než abychom je dobře viděli.
Astronomové tedy použili chilské dalekohledy ALMA (Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array) v Chile k bližšímu studiu Io v rádiových vlnách, jak se pohybuje dovnitř a ven ze stínu Jupitera.
První věc, kterou zjistili, bylo, že v atmosféře Io nezůstal žádný oxid siřičitý. V noci teplota klesne pod bod mrazu oxidu siřičitého.
Barevný obrázek Io kosmickou lodí Galileo. (NASA / JPL / University of Arizona)
Když je povrch znovu vystaven dennímu světlu, zmrzlý oxid siřičitý sublimuje zpět do atmosféry a doplní jej asi za 10 minut – mnohem rychleji, než se očekávalo.
Tento podivný vtip se ukázal být dokonalým nástrojem pro studium účinků sopečné atmosféry.
“Když Io vstupuje do Jupiterova stínu a je mimo přímé sluneční světlo, je příliš chladno na sirný plyn, který kondenzuje na Ioově povrchu,” vysvětlila astronomka Statia Lush-Cook z Kolumbijské univerzity.
“Během této doby můžeme vidět pouze oxid siřičitý vulkanického původu.” Tímto způsobem můžeme přesně vidět, kolik atmosféry je ovlivněno sopečnou činností. “
Na snímcích ALMA byli astronomové schopni poprvé jasně identifikovat stopy oxidu siřičitého a emisí oxidu siřičitého ze sopečných zdrojů.
V sopečných oblastech, kde není žádný oxid siřičitý nebo oxid uhelnatý, viděli něco jiného – chlorid draselný, další sopečný plyn.
To naznačuje, že z různých zásobníků magmatu vybuchují různé sopky.
Ze snímků tým dokázal vypočítat příspěvek sopek k atmosféře Io. Mezi 30 a 50 procenty oxidu siřičitého pochází přímo ze sopek.
Vědci tvrdí, že dalším krokem bude pokus o měření teploty atmosféry Io, zejména v nízkých nadmořských výškách.
“Abychom změřili teplotu atmosféry Io, musíme v našich pozorováních dosáhnout vyššího rozlišení, které vyžaduje pozorování satelitu po dlouhou dobu.” Můžeme to udělat, jen když je Io na slunci, “řekl de Pater.
Studie je k dispozici ve dvou článcích, jeden publikovaný v The Planetary Science Journal a jeden v tisku v The Planetary Science Journal a nahraný do arXiv.
