|
Вулканической спутник Ио стоит особняком
|
|
|
|
Спутник Юпитера Ио стоит особняком среди спутников Солнечной системы. Здесь насчитывается более 400 действующих вулканов, а на его поверхности расположено более 100 массивных вулканических гор, некоторые из которых выше Эвереста. Его поверхность окрашена в насыщенные серой осадки этих вулканов, окрашивающие Луну в красные, желтые и оранжевые тона. Огромные озера лавы, самое большое из которых достигает 200 км в поперечнике, также покрывают ее поверхность. И все это в мире, который всего лишь на четверть больше Земли.
|
|
|
|
Умеренный вулканизм на Земле подпитывается внутренним теплом из двух источников: первичного тепла, оставшегося после формирования планеты, и тепла, образующегося в результате радиоактивного распада элементов мантии и коры. Но Ио находится в гораздо более опасном положении.
|
|
|
|
Он словно втянут в перетягивание каната. Его тянет то в одну, то в другую сторону мощная гравитационная сила Юпитера и объединенное гравитационное воздействие трех других спутников Галилея - Каллисто, Ганимеда и Европы. Все эти мощные силы практически сокрушают Ио, постоянно растягивая и деформируя луну. Это действие нагревает Ио, создавая и поддерживая его интенсивную вулканическую природу.
|
|
|
|
Исследователи, работающие с JWST, дважды наблюдали Ио, в 2022 и 2023 годах, чтобы собрать новую информацию об этом уникальном мире. Их результаты представлены в новом исследовании, опубликованном в журнале Geophysical Research: Planets под названием "Первое обнаружение [SI] при наблюдениях Ио в ближнем ИК-диапазоне JWST во время затмения и сравнение с выбросами SO, эволюционирующими извержениями вулканов и предшествующими выбросами [SI] в ультрафиолетовом диапазоне HST-STIS". Ведущим автором является Имке де Патер, профессор астрономии Калифорнийского университета в Беркли.
|
|
|
|
|
|
|
Как и на Земле, так и на других каменистых телах Солнечной системы, в коре и мантии Ио преобладает кремнезем. Но ученые полагаются на небольшое количество присутствующей серы, чтобы раскрыть внутреннее устройство Луны и понять ее вулканизм. Сера встречается гораздо реже, чем другие компоненты Ио, но ей нравится связываться с такими веществами, как железо и кислород. Когда расплавленный материал Ио всплывает на поверхность, он несет с собой серу, и характеристики серы, такие как ее содержание и молекулярная форма, показывают, что происходит под землей.
|
|
|
|
Вулканическая активность Ио означает, что его поверхность находится в постоянном движении. Новые снимки показывают, что крупнейшее лавовое озеро на планете, Локи Патера, сформировало новую кору, повторяющуюся в течение последних двух десятилетий. Потоки лавы, образовавшиеся в результате извержения вулкана Канехекили на Луне в 2022 году, распространились на площадь более 4300 кв. км . С тех пор поток лавы увеличился в 4 раза.
|
|
|
|
Эти наблюдения JWST были посвящены не только изменению характеристик вулканической поверхности. Они являются частью продолжающегося исследования выбросов серы и вулканических очагов. Как следует из названия исследования, ученые впервые обнаружили [SI] на Ио. [SI] - это нейтральные атомы серы, и, наряду с обнаружением монооксида серы (SO), это открывает окно в условия и процессы, которые определяют вулканическую луну. Возможно, удивительно, но они также иллюстрируют противоречивые отношения Луны с массивным Юпитером.
|
|
|
|
Как оказалось, выбросы [SI] происходят не непосредственно от вулканов Ио. Вместо этого они возникают в результате столкновений электронов. Откуда берутся эти электроны?
|
|
|
|
Ио, по сути, порабощен Юпитером. Юпитер не только намного массивнее Ио, но и обладает чрезвычайно мощной магнитосферой. Ио окружает облако нейтральных атомов, которые ионизируются магнитосферой Юпитера, ускоряются и переносятся ею. Это образует тор из ионизированных атомов, который вращается вокруг Юпитера на расстоянии орбиты Ио. Это источник электронов, которые генерируют [SI]. Они поглощают серу, образующуюся в атмосфере Ио в результате вулканических процессов.
|
|
|
|
Это исследование подтверждает некоторые наблюдения "Хаббла", сделанные 20 лет назад. Оно демонстрирует, что, несмотря на интенсивную и непрерывную вулканическую активность Ио, атмосфера луны и плазменный тор на удивление стабильны.
|
|
|
|
Исследование также показывает, что молекулы SO в возбужденном состоянии поступают непосредственно из жерл вулканов, поскольку они были обнаружены над Канехекили Флуктус, местом недавнего извержения. Это подтверждает гипотезу, выдвинутую 20-летней давности де Патером и соавторами. Это называется термическим излучением, возникающим в результате вулканического газовыделения, в то время как [SI] возникает в результате магнитосферных взаимодействий. Термический выброс SO важен, поскольку дает ученым прямое представление о том, насколько горячей является вулканическая система Ио. Это показывает, что вулканы Ио очень мощные и очень горячие.
|
|
|
|
В совокупности полученные результаты показывают, что атмосфера Ио в значительной степени формируется как вулканологическими, так и магнитосферными процессами, что является результатом ее интенсивной связи с Юпитером. Это единственное тело в Солнечной системе, на которое эти силы оказывают такое огромное влияние, что является еще одной причиной, по которой Ио уникален и заслуживает изучения.
|
|
|
|
Источник
|
