Bližší pohled na podivné sopky Io

Sestřih Jupiteru a jeho sopečného měsíce Io, pořízený během kosmické lodi New Horizons - na cestě do Pluta - začátkem roku 2007. Všimněte si sopečného oblaku nad tmavým povrchem Io. Obrázek přes NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute / Goddard Space Flight Center / Cosmos.

Když slyšíme o sopkách, máme přirozeně tendenci myslet na některé z nejslavnějších na Zemi, včetně havajských sopek, Krakatoa nebo Mount St. Helens. Země je velmi sopečně aktivní místo; není však nejaktivnější ve sluneční soustavě. To by byl Jupiterův měsíc Io.

Na Zemi jsme se poprvé dozvěděli o sopkách Io téměř před 40 lety, když kosmická loď Voyager 1 NASA přeletěla kolem tohoto jovianského měsíce. Vědci nyní dokončili komplexní novou recenzovanou zprávu o sopkách Io, která byla poprvé zveřejněna v Astrophysical Journal 21. června 2019 na základě pozemních pozorování. Zpráva zahrnuje pětiletá pozorování z let 2013–2018 pomocí pokročilých přístrojů na dalekohledech Keck a Gemini.

Vědci již věděli, jak vulkanicky aktivní Io je. Jeho povrch je posetý stovkami aktivních sopek, navzdory malé velikosti tohoto měsíce a jeho poloze na oběžné dráze Jupiteru, mnohem dále od Slunce než Země, v mnohem chladnější části sluneční soustavy. Nová studie opět ukazuje, že Io v podstatě neustále vybuchuje, a odhaluje také některá nová tajemství. Jinými slovy, téměř 40 let po okamžitém objevu Voyager 1 se sopky Io nechovají přesně podle očekávání vědců.

Například na „špatných“ místech jsou sopky, přičemž největší erupce jsou většinou omezeny na jedinou polokouli na Io. A Loki Patera - kaldera o rozloze 8 100 čtverečních kilometrů naplněná lávou a nejaktivnější sopkou Io - je sama o sobě záhadou.

Kosmická loď NASA Galileo získala tento pohled na Io 19. září 1997, v dosahu více než 500 000 km. Na tomto obrázku se usazeniny mrazu oxidu siřičitého objevují v bílých a šedých odstínech, zatímco nažloutlé a nahnědlé odstíny jsou pravděpodobně způsobeny jinými sirnými materiály. Jasně červené materiály a tmavé skvrny s nízkým jasem označují oblasti nedávné sopečné činnosti a obvykle jsou spojeny s vysokými teplotami a změnami povrchu. Obrázek přes NASA / JPL / University of Arizona / Sci-News.com.

Erupční sopka na Io, jak je vidět na kosmické lodi Galileo NASA v listopadu 1997. Obrázek přes NASA / JPL / University of Arizona / NASA Science | Solar System Exploration.

Druhy erupcí vyskytujících se nyní na Io jsou také považovány za podobné těm na Zemi, když to bylo mnohem mladší. Jak Ashley Daviesová, vulkanolog v Jet Propulsion Laboratory NASA řekl jednoduše:

Je to okno do minulosti Země.

Loki Patera, zdroj 10 procent tepelného výkonu Io, vykazuje zvláštní vzorec zjasnění a stmívání. Vzor byl nalezen kombinací starých a nových dat a opakuje se přibližně každých 460–480 dní, což je v souladu s opakovanými variacemi Ioovy eliptické dráhy. Vzorec však není vždy konzistentní. Erupce byla předpovězena na květen 2018 a stalo se to, ale vědci pak předpověděli další velkou erupci září tohoto roku a přišlo brzy, začátkem července a skončilo jen o několik dní později. Jak poznamenala Julie Rathbunová, vědkyně Ústavu planetární vědy:

Musíme zastavit pojmenování funkcí po tricksterských bohech!

Vědci si zatím nejsou jistí, proč Loki Patera rozjasňuje a ztmavuje tak, jak to dělá, ale může mít něco společného s nedalekým lávovým jezerem, které se regeneruje. Když části lávového jezera vychladnou, potápí se pod hladinou a možná spustí progresivní, zametací vlnový obraz, který je vidět na povrchu. Páni ... ano?

Další záhadou je důvod, proč k největším erupcím dochází na koncové hemisféře Io, protože obíhá kolem Jupiteru. Proč tato nerovnost?

Io je jen o něco větší než náš měsíc a Evropa. Obrázek přes Galileo kyvadlo.

Počítačové modely také předpovídaly, že Ioovy sopky by měly být soustředěny buď poblíž pólů nebo poblíž rovníku. Ale to není to, co je vidět, a tak existuje nevysvětlitelný nesoulad.

Vědci také stále nevědí, jaké je podpovrchové prostředí Io. Bylo teoretizováno, že existuje podzemní oceán magmatu, ale místo toho mohou ve skutečnosti existovat jen kapsy magmatu, nebo dokonce tekutá houba.

Ioovy vulkanické erupce mohou být také velmi silné, přičemž jeden výbuch někdy způsobí zdvojnásobení jasu měsíce. Ale to samo o sobě je dalším tajemstvím. Katherine de Kleer, vědkyně z Kalifornského technologického institutu, viděla tři z nich během pouhých dvou týdnů v roce 2013, ale v následujících pěti letech nic:

To je divné. Kde jsou?

Divnost Io sopek je příležitostí nejen lépe pochopit samotný Jovianův měsíc, ale také sopečnost na jiných tělesech sluneční soustavy, včetně Země. Jak Alfred McEwen, planetární geolog na arizonské univerzitě, poznamenal:

Historie vulkanologie je, že se podíváte na starověké vklady a jste zmatení. Pak to vidíš vybuchnout, a pak půjdeš, Ah-ha, teď už chápu.

Mozaika obrazů jižní polární oblasti Io, od Voyager 1. Obraz přes NASA / JPL / USGS / Universe Today.

Protože Io neustále vybuchuje, jeho povrch je pokryt proudem lávy ze síry nové a staré, což mu dává velmi barevný a strakatý vzhled. Tato plocha není v žádném okamžiku nejvýše několik milionů let stará, i když samotný Io má asi 4, 5 miliardy let. Měsíc byl popisován jako v podstatě, že se neustále otáčí dovnitř ven, díky Jupiterově silné gravitaci tahající se za jeho vnitřky. Lávové proudy mohou dosahovat teploty 3 000 stupňů Fahrenheita (1650 ° C), ačkoli průměrná teplota povrchu je -202 stupňů F (-130 ° C). Je to proto, že Io nemá prakticky žádnou atmosféru, aby zachytil teplo, podobně jako náš vlastní měsíc.

Ioovy sopky mohou připomínat Země, ale zdá se, že „tancují podle své vlastní melodie“ tak, jak byly, chovají se neočekávaně a záhadně. Io je velmi podivné a mimozemské místo.

Sečteno a podtrženo: Nejen, že je Io nejvíce vulkanicky aktivním tělem ve sluneční soustavě, jeho sopky jsou také některé z neobvyklých. Tato nová zpráva vyzdvihuje nejasnější tajemství Ia.

Zdroj: Ioova vulkanická aktivita z pozorování adaptivní optiky v časové doméně: 2013–2018

Přes National Geographic