NASA:s rymdfarkost Juno kom inom 1 500 km (930 miles) från ytan av Jupiters måne Io i två nyligen förbiflygningar. Det är tillräckligt nära för att avslöja nya detaljer på ytan av denna måne, det mest vulkaniska objektet i solsystemet. Inte bara fångade Juno vulkanisk aktivitet, utan forskare kunde också skapa en visuell animation från data som visar hur Ios 200 km långa lavasjö Loki Patera skulle se ut om du kunde komma ännu närmare. Det finns öar i mitten av en magmasjö kantad av varm lava. Sjöns yta är slät som glas, som obsidian.
"Io är helt enkelt översållad med vulkaner, och vi fångade några av dem i aktion", sa Juno:s chefsutredare Scott Bolton under en presskonferens på European Geophysical Union General Assembly i Wien, Österrike. "Det finns fantastiska detaljer som visar dessa galna öar inbäddade i mitten av en potentiellt magmasjö kantad av varm lava. Den speglande reflektion som våra instrument registrerade av sjön tyder på att delar av Ios yta är jämn som glas, som påminner om vulkaniskt skapat obsidianglas på Jorden."
Tänk dig bara om du kunde stå vid stranden av den här sjön - vilket skulle vara en fantastisk utsikt i sig. Men då kunde du titta upp och se den gigantiska Jupiter hägra på himlen ovanför dig.
Juno gjorde de två nära förbiflygningarna av Io i december 2023 och februari 2024. Bilder från Junos JunoCam inkluderade de första närbilderna av månens nordliga breddgrader. Utan tvekan ser Io ut som en pizza – vilket har varit slutsatsen sedan våra första syn på denna måne, när Voyager 1 flög genom Jupiter-systemet i mars 1979. Den fläckiga och färgglada ytan kommer från vulkanisk aktivitet, med hundratals öppningar och calderor på ytan som skapar en mängd olika funktioner. Vulkanplymer och lavaströmmar över ytan dyker upp i alla möjliga färger, från rött och gult till orange och svart. Några av lava-"floderna" sträcker sig över hundratals kilometer.
Juno-forskare kunde också återskapa ett spektakulärt inslag på Io, ett berg med spiral som har fått smeknamnet "The Steeple". Denna funktion är mellan 5 och 7 kilometer (3-4,3 miles) hög. Det är svårt att förstå vilken typ av vulkanisk aktivitet som kunde ha skapat en så fantastisk landform.
På tal om vulkanisk aktivitet har två nya tidningar kommit till en fängslande slutsats om Io:denna måne har haft utbrott sedan solsystemets gryning.
All vulkanisk aktivitet på Io drivs av tidvattenuppvärmning. Io är i omloppsresonans med två andra stora Jupiters månar, Europa och Ganymedes.
"Varje gång Ganymedes kretsar runt Jupiter en gång, Europa kretsar två gånger och Io kretsar fyra gånger," förklarade författarna till en artikel publicerad i Journal of Geophysical Research:Planets , ledd av Ery Hughes från GNS Science i Nya Zeeland. "Den här situationen orsakar tidvattenuppvärmning i Io (som hur månen orsakar havsvatten på jorden), vilket orsakar vulkanismen."
Men forskare har inte vetat hur länge denna resonans har förekommit och om det vi observerar idag är det som alltid har hänt i Jupitersystemet. Detta beror på att vulkanismen förnyar Ios yta nästan konstant och lämnar små spår av det förflutna.
Teamet av forskare, ledd av Katherine de Kleer vid Caltech och Hughes vid GNS Science använde Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i Chile för att observera svavelgaserna i Ios atmosfär. Svavelisotoperna användes som spår av tidvattenuppvärmning på Io eftersom svavel frigörs genom vulkanism, bearbetas i atmosfären och återvinns till manteln. Dessutom försvinner en del av svavlet till rymden, och på grund av Jupiters magnetosfär virvlar ett gäng laddade partiklar runt Jupiter som kontinuerligt träffar Ios atmosfär.
Det visar sig att svavlet som går förlorat till rymden på Io är lite isotopiskt lättare än svavlet som återvinns tillbaka till Ios inre. På grund av detta, med tiden blir svavlet som finns kvar på Io isotopiskt tyngre och tyngre. Hur mycket tyngre beror på hur länge vulkanismen har pågått.
Vad teamen fann är att tidvattenuppvärmning på Io har förekommit i miljarder år.
"Den isotopiska sammansättningen av Ios inventering av flyktiga kemiska grundämnen, inklusive svavel och klor, återspeglar dess historia av utgasning och massförlust, och registrerar således information om dess utveckling", skrev teamet i tidningen publicerad i Science . "Dessa resultat indikerar att Io har varit vulkaniskt aktiv under större delen av (eller hela) sin historia, med potentiellt högre utgasnings- och massförlusthastigheter vid tidigare tidpunkter."
Juno fortsätter att ta sig igenom Jupitersystemet. Och under Junos senaste förbiflygning av Io, den 9 april, kom rymdfarkosten inom cirka 16 500 kilometer (10 250 miles) från månens yta. Den kommer att genomföra sin 61:a förbiflygning av Jupiter den 12 maj.
JunoCam är en offentlig kamera, där allmänheten kan välja mål för avbildning, samt bearbeta all data. JunoCams råbilder finns tillgängliga här för allmänheten att ta del av och bearbeta till bildprodukter. Här kan du se de senaste bilderna som har bearbetats.
Mer information: Ery C. Hughes et al, Using Io's Sulphur Isotope Cycle to Understand the History of Tidal Heating, Journal of Geophysical Research:Planets (2024). DOI:10.1029/2023JE008086
Katherine de Kleer et al, Isotopiska bevis på långlivad vulkanism på Io, Science (2024). DOI:10.1126/science.adj0625
Journalinformation: Journal of Geophysical Research , Vetenskap
Tillhandahålls av Universe Today
