Naukowcy z Cornell University wykorzystali intensywną aktywność wulkaniczną Jupiterksiężyca Io, aby pogłębić naszą wiedzę na temat ogrzewania pływowego, kluczowego czynnika w powstawaniu i ewolucji planet.
Analizując dane z NASAna statku kosmicznym Juno zespół zaobserwował, że szczególne rozmieszczenie wulkanów na biegunach Io, a nie na równiku, może odgrywać znaczącą rolę w regulacji ciepła wewnętrznego Księżyca. Badanie to rzuca światło na dynamiczne interakcje wewnątrz Io i oferuje wgląd w potencjalne oceany podpowierzchniowe na innych księżycach, napędzane podobnymi mechanizmami ogrzewania.
Ogrzewanie pływowe na Io
Astronomowie z Uniwersytetu Cornell zbadali nagrzewanie pływowe – podstawowy proces powstawania i ewolucji planet – badając piekielny wulkaniczny krajobraz księżyca Jowisza Io, najbardziej aktywnego wulkanicznie ciała w naszym Układzie Słonecznym.
„Ogrzewanie pływowe odgrywa ważną rolę w nagrzewaniu i ewolucji orbit ciał niebieskich” – powiedział Alex Hayes, profesor astronomii. „Zapewnia ciepło niezbędne do tworzenia i utrzymania podpowierzchniowych oceanów na księżycach wokół gigantycznych planet, takich jak Jowisz i Saturn.”
„Badanie niegościnnego krajobrazu wulkanów Io faktycznie inspiruje naukę do poszukiwania życia” – stwierdziła główna autorka Madeline Pettine, doktorantka astronomii.
Spostrzeżenia z aktywności wulkanicznej Io
Analizując dane z przelotu sondy kosmicznej NASA Juno, astronomowie odkryli, że na biegunach Io znajdują się aktywne wulkany, które mogą pomóc w regulacji ogrzewania pływowego – powodującego tarcie – we wnętrzu magmy.
Wyniki badania opublikowano 7 września br Listy z badań geofizycznych.
Dystrybucja i interakcja wulkaniczna
„Grawitacja Jowisza jest niewiarygodnie silna” – powiedziała Pettine. „Biorąc pod uwagę interakcje grawitacyjne z innymi księżycami dużej planety, Io staje się ofiarą zastraszania, ciągłego rozciągania i zgniatania. Dzięki tej deformacji pływowej tworzy się dużo wewnętrznego ciepła na Księżycu.”
Pettine odkrył zaskakującą liczbę aktywnych wulkanów na biegunach Io, w przeciwieństwie do bardziej powszechnych regionów równikowych. Pettine powiedział, że wewnętrzne oceany ciekłej wody na lodowych księżycach mogą zostać upłynnione w wyniku ogrzewania pływowego.
Na północy skupisko czterech wulkanów – Asis, Zal, Tonatiuh, jeden nienazwany i niezależny o nazwie Loki – było bardzo aktywne i trwałe, z długą historią misji kosmicznych i obserwacji naziemnych. Grupa południowa, wulkany Kanehekili, Uta i Laki-Oi, wykazała silną aktywność.
Długowieczny kwartet północnych wulkanów jednocześnie stał się jasny i zdawał się odpowiadać sobie nawzajem. „Wszystkie rozjaśniły się, a następnie przygasły w porównywalnym tempie” – powiedziała Pettine. „Interesujące jest oglądanie wulkanów i obserwowanie, jak na siebie reagują”.
Odniesienie: „JIRAM Observations of Volcanic Flux on Io: Distribution and Comparison to Tidal Heat Flow Models” autorstwa M. Pettine, S. Imbeah, J. Rathbun, A. Hayes, RMC Lopes, A. Mura, F. Tosi, F. Zambon i S. Bertolino, 7 września 2024 r., Listy z badań geofizycznych.
DOI: 10.1029/2023GL105782
Oprócz Pettine’a, Rathbuna i Hayesa współautorami tego artykułu są Samara Imbeah ’21; Rosaly MC Lopes, Jet Propulsion Laboratory i adiunkt astronomii w Cornell; Shannon Bertolino, badaczka z Cornell; oraz A. Mura, F. Tosi, F. Zambon, z INAF-IAPS, Rzym. Hayes jest także dyrektorem Cornell Center for Astrophysics and Planetary Science.
Badania te zostały sfinansowane w ramach programu analizy danych New Frontiers NASA oraz w ramach New York Space Grant.
