Новые снимки усеянного вулканами спутника Юпитера Ио, сделанные большим бинокулярным телескопом на горе Грэм в Аризоне, позволяют получить изображение Ио в самом высоком разрешении, которое когда-либо удавалось получить с помощью наземных приборов. Наблюдения стали возможны благодаря новому высококонтрастному оптическому прибору для получения изображений, получившему название SHARK-VIS, и адаптивной оптической системе телескопа, которая компенсирует размытие, вызванное атмосферной турбулентностью. На снимках, которые будут опубликованы в журнале Geophysical Research Letters, видны особенности поверхности размером до 50 миль в поперечнике - пространственное разрешение, которое до сих пор было достижимо только с помощью космических аппаратов, отправленных к Юпитеру. По словам исследовательской группы, это эквивалентно съемке объекта размером с десятицентовик с расстояния 100 миль.
Снимки, сделанные с помощью SHARK-VIS, позволили исследователям идентифицировать крупное извержение в районе Пеле, одного из самых известных вулканов Ио. По словам первого автора статьи, Эла Конрада, извержения на Ио, самом вулканически активном теле Солнечной системы, затмевают их современников на Земле. "Таким образом, Ио предоставляет уникальную возможность узнать о мощных извержениях, которые помогли сформировать поверхности Земли и Луны в их далеком прошлом", - сказал Конрад, младший научный сотрудник обсерватории большого бинокулярного телескопа. Большой бинокулярный телескоп, или LBT, является частью Международной обсерватории Маунт-Грэм, подразделения обсерватории Стюарда Университета Аризоны. Конрад добавил, что подобные исследования помогут ученым понять, почему одни миры в Солнечной системе являются вулканическими, а другие - нет. Они также могут когда-нибудь пролить свет на вулканические миры в системах экзопланет вокруг ближайших звезд.
Немного превышающий по размерам луну Земли, Ио является самым внутренним из галилеевых спутников Юпитера, к которым, помимо Ио, относятся Европа, Ганимед и Каллисто. Захваченный гравитационным "перетягиванием каната" между Юпитером, Европой и Ганимедом, Ио постоянно сжимается, что приводит к накоплению тепла в его недрах, что, как полагают, является причиной его устойчивой и широко распространенной вулканической активности. Наблюдая за извержениями на поверхности Ио, ученые надеются получить представление о движимом теплом веществе под поверхностью Луны, его внутренней структуре и, в конечном счете, о механизме приливного нагрева, ответственном за интенсивный вулканизм на Ио. Вулканическая активность Ио была впервые обнаружена в 1979 году, когда Линда Морабито, инженер миссии НАСА "Вояджер", заметила шлейф извержения на одном из снимков, сделанных космическим аппаратом во время его знаменитого "Большого тура" по внешним планетам. С тех пор было проведено бесчисленное количество наблюдений, подтверждающих беспокойную природу Ио, как с космических, так и с наземных телескопов.
Соавтор исследования Эшли Дэвис (Ashley Davies), главный научный сотрудник Лаборатории реактивного движения НАСА, сказала, что новое изображение, полученное аппаратом SHARK-VIS, настолько детализировано, что позволило команде определить крупное событие, при котором шлейф образовался вокруг выдающегося вулкана, известного как Пеле, расположенного на Ио. южное полушарие, близкое к экватору, покрыто отложениями, образовавшимися в результате извержения соседнего вулкана Пиллан-Патера. Аналогичная последовательность извержений наблюдалась космическим аппаратом НАСА "Галилео", который исследовал систему Юпитера в период с 1995 по 2003 год. "Мы интерпретируем эти изменения как отложения темной лавы и белого диоксида серы, образовавшиеся в результате извержения вулкана Пиллан Патера, которые частично покрывают красное, богатое серой месторождение Пеле", - сказал Дэвис. - До появления SHARK-VIS такие явления, связанные с возвращением на поверхность, невозможно было наблюдать с Земли".
Хотя изображения, полученные с помощью телескопа в инфракрасном диапазоне, позволяют обнаружить горячие точки, вызванные продолжающимися извержениями вулканов, они недостаточно четкие, чтобы выявить детали поверхности и однозначно определить места извержений, объяснила соавтор исследования Имке де Патер, почетный профессор астрономии Калифорнийского университета в Беркли. "Более четкие изображения в видимом диапазоне длин волн, подобные тем, которые предоставляют SHARK-VIS и LBT, необходимы для определения как мест извержений, так и изменений поверхности, не обнаруживаемых в инфракрасном диапазоне, таких как новые отложения шлейфов", - сказал де Патер, добавив, что наблюдения в видимом свете предоставляют исследователям жизненно важный контекст для интерпретации инфракрасных наблюдений, в том числе и с таких космических аппаратов, как "Юнона", которая в настоящее время вращается вокруг Юпитера. SHARK-VIS был создан Итальянским национальным институтом астрофизики при Римской астрономической обсерватории и управляется командой во главе с главным исследователем Фернандо Педичини при содействии руководителя проекта Роберто Пьяццези.
В 2023 году он был установлен вместе с дополнительным прибором ближнего инфракрасного диапазона SHARK-NIR в LBT, чтобы в полной мере использовать преимущества выдающейся адаптивной оптической системы телескопа. Прибор оснащен быстрой камерой со сверхнизким уровнем шума, которая позволяет наблюдать за небом в режиме "быстрой съемки", снимая замедленную съемку, которая фиксирует оптические искажения, вызванные атмосферной турбулентностью, и обеспечивает последующую обработку данных с беспрецедентной четкостью. Джанлука Ли Каузи, менеджер по обработке данных SHARK-VIS в Итальянском национальном институте астрофизики, пояснил: "Мы обрабатываем наши данные на компьютере, чтобы удалить любые следы электронного воздействия датчика. Затем мы отбираем лучшие кадры и комбинируем их с помощью высокоэффективного программного комплекса Kraken, разработанного нашими коллегами Дугласом Хоупом и Стюартом Джеффрисом из Университета штата Джорджия. Kraken позволяет нам снимать атмосферные эффекты, демонстрируя их с невероятной четкостью." Симоне Антониуччи, специалист по приборам SHARK-VIS, сказал, что он ожидает новых наблюдений за объектами по всей Солнечной системе. "Система keen vision SHARK-VIS особенно подходит для наблюдения поверхностей многих тел Солнечной системы, не только спутников планет-гигантов, но и астероидов", - сказал он. "Мы уже наблюдали некоторые из них, данные в настоящее время анализируются, и планируем продолжить наблюдения".
