Новые данные, полученные с помощью зонда НАСА "Юнона", дают более полное представление о том, насколько широко распространены лавовые озера на спутнике Юпитера Ио, и впервые дают представление о происходящих там вулканических процессах. Эти результаты получены благодаря прибору Juno Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM), предоставленному Итальянским космическим агентством, который “видит” в инфракрасном свете. 20 июня исследователи опубликовали статью о последних открытиях вулкана Юнона в журнале Nature Communications Earth and Environment. Ио интересовала астрономов с 1610 года, когда Галилео Галилей впервые открыл спутник Юпитера, который немного больше Земной Луны. Примерно 369 лет спустя космический аппарат НАСА "Вояджер-1" зафиксировал извержение вулкана на Луне. Последующие миссии к Юпитеру, в ходе которых было проведено больше полетов к Ио, обнаружили дополнительные шлейфы — наряду с лавовыми озерами. Теперь ученые полагают, что Ио, который растягивается и сжимается, как гармошка, соседними лунами и массивным Юпитером, является самым вулканически активным миром в Солнечной системе.
Но в то время как существует множество теорий о типах извержений вулканов на поверхности Луны, существует мало подтверждающих данных. В мае и октябре 2023 года "Юнона" пролетела мимо Ио на расстоянии около 21 700 миль (35 000 километров) и 8 100 миль (13 000 километров) соответственно. Среди инструментов "Юноны", позволявших хорошо разглядеть очаровательную луну, был и "ДЖИРАМ". Разработанный для улавливания инфракрасного света (который не виден человеческому глазу), исходящего из глубин Юпитера, JIRAM исследует атмосферный слой на глубине от 30 до 45 миль (от 50 до 70 километров) ниже облачных вершин газового гиганта. Но во время продолжительной миссии "Юноны" команда миссии также использовала этот прибор для изучения спутников Ио, Европы, Ганимеда и Каллисто. Снимки, сделанные JIRAM Io, показали наличие ярких колец, окружающих многочисленные горячие точки.
“Высокое пространственное разрешение инфракрасных изображений, полученных JIRAM, в сочетании с благоприятным положением Юноны во время облета, показало, что вся поверхность Ио покрыта лавовыми озерами, образующими кальдероподобные образования”, - сказал Алессандро Мура, один из исследователей Юноны из Национального института астрофизики в Риме. “По нашим оценкам, около 3% поверхности Ио, по которой у нас есть наиболее полные данные, покрыто одним из таких озер расплавленной лавы”. (Кальдера - это большая впадина, образующаяся при извержении и разрушении вулкана.) Данные облета Ио, полученные JIRAM, не только указывают на обильные запасы лавы на Луне, но и дают представление о том, что может происходить под поверхностью. На инфракрасных снимках нескольких лавовых озер Ио виден тонкий круг лавы на границе, между центральной коркой, покрывающей большую часть лавового озера, и стенками озера. Рециркуляция расплава обусловлена отсутствием потоков лавы на берегу озера и за его пределами, что указывает на наличие баланса между расплавом, который извергается в лавовые озера, и расплавом, который циркулирует обратно в подземную систему.
“Теперь у нас есть представление о том, что является наиболее распространенным типом вулканизма на Ио: огромные озера лавы, где магма поднимается и опускается”, - сказал Мура. “Лавовая корка вынуждена разбиваться о стенки озера, образуя типичное лавовое кольцо, которое можно увидеть в гавайских лавовых озерах. Стены, вероятно, достигают сотен метров в высоту, что объясняет, почему магма, как правило, не выплескивается из патер (чашеобразных образований, созданных вулканизмом) и не перемещается по поверхности Луны”. Данные JIRAM свидетельствуют о том, что большая часть поверхности этих горячих точек Ио состоит из скалистой коры, которая циклически перемещается вверх и вниз как единая непрерывная поверхность из-за центрального подъема магмы. Согласно этой гипотезе, поскольку земная кора соприкасается со стенками озера, трение удерживает ее от скольжения, заставляя деформироваться и в конечном итоге разрушаться, обнажая лаву непосредственно под поверхностью.
Остается в силе альтернативная гипотеза: магма поднимается в середине озера, растекается и образует корку, которая опускается по краю озера, обнажая лаву. “Мы только начинаем знакомиться с результатами JIRAM, полученными после облетов Ио в декабре 2023 и феврале 2024 года”, - сказал Скотт Болтон, главный исследователь Juno в Юго-Западном исследовательском институте в Сан-Антонио. “Наблюдения дают новую интересную информацию о вулканических процессах на Ио. Объединив эти новые результаты с долгосрочной кампанией Juno по мониторингу и картографированию вулканов на невиданных ранее северном и южном полюсах Ио, JIRAM становится одним из самых ценных инструментов для изучения того, как устроен этот измученный мир”. 13 июня "Юнона" совершила свой 62—й облет Юпитера, в том числе облет Ио на высоте около 18 175 миль (29 250 километров). 63-й облет газового гиганта запланирован на 16 июля.
Лаборатория реактивного движения НАСА, подразделение Калифорнийского технологического института в Пасадене, Калифорния, руководит полетом "Юноны" от имени главного исследователя Скотта Болтона из Юго-Западного исследовательского института в Сан-Антонио. "Юнона" является частью программы НАСА "Новые рубежи", которая осуществляется в Центре космических полетов имени Маршалла НАСА в Хантсвилле, штат Алабама, для Управления научными миссиями агентства в Вашингтоне. Итальянское космическое агентство (ASI) профинансировало инфракрасную карту полярных сияний на Юпитере. Космический аппарат был построен и эксплуатируется компанией Lockheed Martin Space в Денвере.
