|
Температура огненного спутника Юпитера Ио
|
|
|
|
Миссия НАСА «Юнона» предоставила первые измерения температуры под поверхностью спутника Юпитера Ио, выявив значительный нагрев в неглубоких слоях подповерхностного слоя самого вулканически активного мира в Солнечной системе. Данные, собранные во время двух близких пролётов, также показывают, что большая часть поверхности Ио удивительно гладкая и состоит из материала с очень низкой плотностью. Опубликованные в журнале «Journal of Geophysical Research: Planets», эти результаты открывают новые горизонты наблюдений как для огненных, так и для ледяных миров за пределами нашей планеты.
|
|
|
|
Экстремальный вулканизм Ио подпитывается приливным нагревом. Спутник постоянно растягивается и сжимается огромной гравитацией Юпитера, двигаясь по слегка эллиптической орбите, генерируя внутреннее тепло, во много раз превышающее земное. До сих пор практически все, что было известно об этом тепле, основывалось на инфракрасных наблюдениях, которые измеряют только температуру поверхности. Последние результаты основаны на данных, собранных прибором микроволнового радиометра (МВР) космического аппарата Juno.
|
|
|
|
«Микроволновый радиометр Juno напрямую наблюдал тепловое излучение Ио, заглядывая под поверхность», — сказал Скотт Болтон, соавтор исследования и главный исследователь Juno в Юго-западном исследовательском институте в Сан-Антонио. «Удивительное открытие, что мы можем видеть под поверхностью каменистого спутника, имеет важное значение для изучения земных вулканов. Juno показал нам, что если мы будем наблюдать с помощью прибора типа МВР вблизи вулкана на Земле, мы можем увидеть аналогичную сигнатуру в градиенте температуры под поверхностью, что предоставит новую информацию о том, как работают земные вулканы».
|
|
|
|
|
|
|
Микроволновый радиометр Juno был разработан Болтоном для исследования динамики и состава глубокой атмосферы газового гиганта под верхними слоями облаков Юпитера. Шесть микроволновых антенн MWR работают как единый прибор, одновременно регистрируя микроволны в широком диапазоне длин волн, от примерно половины дюйма до 20 дюймов (от 1,3 до 51 сантиметра). В ходе расширенной фазы миссии прибор MWR предоставил возможность наблюдать три галилеевых спутника планеты: Ганимед, Европу и Ио.
|
|
|
|
«Новаторство этой методики заключается в том, что каждая длина волны позволяет исследовать разные глубины, предоставляя новый способ изучения глубоких атмосфер гигантских планет и подповерхностных корок ледяных и каменистых спутников», — сказал Болтон. «На Ганимеде и Европе мы исследовали десятки километров под поверхностью, предполагая, что их ледяные оболочки состоят в основном из чистой воды, но возможность исследования вулканических пород на Ио стала неожиданным открытием».
|
|
|
|
Во время пролётов 30 декабря 2023 года и 3 февраля 2024 года работающий на солнечной энергии космический аппарат Juno приблизился к поверхности спутника на расстояние около 1500 километров (930 миль).
|
|
|
|
«Прибор измерил тепловое излучение Ио на глубинах от нескольких дюймов до десятков футов. Везде, где мы смотрели, мы обнаруживали повышение температуры более чем на 40 градусов по Фаренгейту всего в нескольких футах от поверхности — градиент гораздо круче, чем можно объяснить одним лишь солнечным нагревом», — сказал Шеннон Браун, ведущий автор статьи из Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии.
|
|
|
|
Данные предполагают два возможных объяснения. Во-первых, тепло может неуклонно подниматься через проводящую кору. Хотя этот фоновый тепловой поток — измеренный в 1–3 ватта на квадратный метр — относительно слаб в локальном масштабе (примерно эквивалентно небольшому ночнику, светящемуся под каждым квадратным ярдом), на всей поверхности спутника он представляет собой выброс энергии, в 30 раз превышающий средний показатель для Земли. В качестве альтернативы, сигнал может исходить от остывающих лавовых потоков, покрытых слоем затвердевшей коры толщиной примерно 9–11 метров, которая в любой момент времени составляет около 10% поверхности спутника.
|
|
|
|
«Ио предоставляет уникальную возможность изучить, как работает приливное нагревание во всей Вселенной — фундаментальный процесс, который обеспечивает энергией и теплом миры, находящиеся далеко от своей родительской звезды», — сказал Болтон. «Этот процесс может не только создавать самое вулканическое тело в Солнечной системе, как в случае с Ио, но и подпитывать подповерхностные океаны на спутниках гигантских планет, таких как Европа и Ганимед. До этого момента мы могли наблюдать только утечку тепла с поверхности или через извержения. Теперь мы можем охарактеризовать, как тепло перемещается из недр к поверхности».
|
|
|
|
Еще одно важное открытие, сделанное в ходе двух пролетов, — это то, насколько гладкая поверхность у Ио. До недавних открытий спутник был известен своими высокими горами, но данные MWR показывают, что помимо этого видимого рельефа, поверхность имеет обширные гладкие участки, простирающиеся на 100 километров и более. Поскольку Juno пролетал мимо перекрывающихся областей Ио под разными углами, команда смогла составить карту того, как поверхность отражает микроволны, подобно тому, как пассажир самолета может видеть, как океан вспыхивает солнечным светом только под определенными углами.
|
|
|
|
«Вдали от гор поверхность больше похожа на Великие равнины Северной Америки, и хотя Ио — каменистое тело, плотность его поверхности очень низкая — она больше напоминает пемзу или рыхлый вулканический пепел, чем твердую породу», — сказал Браун.
|
|
|
|
Источник
|
