Udowadniając, że stare dane nigdy nie umierają, naukowcy odkryli coś nowego na temat księżyca Jowisza wykorzystując dane zebrane podczas misji Galileo, która krążyła wokół Jowisza w latach 1995-2003. Nowa analiza ujawnia pod powierzchnią oceanu stopionej lub częściowo stopionej magmy pod powierzchnią księżyca wulkanicznego, co jest pierwszym bezpośrednim potwierdzeniem tego rodzaju warstwy magmy w Io. Naukowcy twierdzą, że stopiony ocean pod powierzchnią wyjaśnia, dlaczego Księżyc jest najbardziej wulkanicznym obiektem znanym w Układzie Słonecznym.
„Naukowcy są podekscytowani, że w końcu rozumiemy, skąd pochodzi magma Io i wyjaśniliśmy niektóre z tajemniczych podpisów, które widzieliśmy w niektórych danych pola magnetycznego Galileo” - powiedział Krishan Khurana z University of California w Los Angeles i ołów autor opracowania opublikowanego w Science. Khurana był byłym śledczym w zespole magnetometru Galileo na UCLA. „Okazuje się, że Io ciągle emitował„ sygnał dźwiękowy ”w wirującym polu magnetycznym Jowisza, który odpowiadał oczekiwaniom ze stopionych lub częściowo stopionych skał głęboko pod powierzchnią”.
O dziwo, Io produkuje około 100 razy więcej lawy każdego roku niż wszystkie wulkany na Ziemi, a nowe badania pokazują, że globalny ocean magmy istnieje około 30 do 50 kilometrów (20 do 30 mil) pod skorupą Księżyca. To wyjaśnia, dlaczego wulkany Io są rozmieszczone na całej powierzchni, w przeciwieństwie do wulkanów na Ziemi, które występują w zlokalizowanych punktach zapalnych, takich jak „Pierścień ognia” wokół Oceanu Spokojnego.
Wulkany na Io zostały odkryte w 1979 r. Przez Lindę Morabito, inżyniera nawigacji optycznej pracującego nad misją Voyager. Patrząc na obrazy, które miały być użyte do nawigacji Voyagera, Morabito zauważył coś, co wyglądało jak półksiężycowa chmura rozciągająca się poza krawędź Io. Po naradzie z kolegami zdali sobie sprawę, że skoro Io nie ma atmosfery, chmura wznosząca się setki kilometrów nad powierzchnią musi być dowodem na niesamowicie potężny wulkan.
Energia do aktywności wulkanicznej pochodzi ze ściskania i rozciągania księżyca przez grawitację Jowisza, gdy Io okrąża największą planetę w Układzie Słonecznym.
Galileo został wystrzelony w 1989 roku i zaczął krążyć na Jowiszu w 1995 roku. Naukowcy zauważyli niewyjaśnione podpisy w danych pola magnetycznego z przelotów Galileo z Io w październiku 1999 r. I lutym 2000 r.
„W końcowej fazie misji Galileo modele interakcji między Io a ogromnym polem magnetycznym Jowisza, które kąpią Księżyc w naładowanych cząsteczkach, nie były jeszcze wystarczająco zaawansowane, abyśmy mogli zrozumieć, co dzieje się we wnętrzu Io” - powiedział Xianzhe Jia, współautorka badań na University of Michigan.
Ostatnie prace w dziedzinie fizyki minerałów wykazały, że grupa skał zwanych skałami „ultramaficznymi” staje się zdolna do przenoszenia znacznego prądu elektrycznego po stopieniu. Skały ultramaficzne są pochodzenia magmowego lub powstają w wyniku chłodzenia magmy. Uważa się, że na Ziemi pochodzą one z płaszcza. Odkrycie doprowadziło Khurana i współpracowników do przetestowania hipotezy, że dziwna sygnatura została wytworzona przez prąd płynący w stopionej lub częściowo stopionej warstwie tego rodzaju skały.
Testy wykazały, że sygnatury wykryte przez Galileo były zgodne ze skałą taką jak lherzolit, magmowa skała bogata w krzemiany magnezu i żelaza znalezione w Spitzbergen w Norwegii. Wydaje się, że warstwa oceanu magmy na Io ma ponad 50 kilometrów (30 mil grubości), co stanowi co najmniej 10 procent objętości księżyca. Pęcherzowa temperatura oceanu magmy prawdopodobnie przekracza 1200 stopni Celsjusza (2200 stopni Fahrenheita).
W powyższej animacji Io jest skąpany w liniach pola magnetycznego (pokazanych na niebiesko), które łączą region północnego Jowisza z regionem południowym planety. Gdy Jowisz obraca się, linie pola magnetycznego opadające wokół Io wzmacniają się i osłabiają. Ponieważ ocean magmy Io ma wysoką przewodność elektryczną, odbija zmienne pole magnetyczne, osłaniając wnętrze księżyca przed zakłóceniami magnetycznymi. Pole magnetyczne wewnątrz Io utrzymuje orientację pionową, nawet gdy pole magnetyczne na zewnątrz Io tańczy wokół. Te różnice w sygnaturach zewnętrznego pola magnetycznego umożliwiły naukowcom zrozumienie wewnętrznej struktury księżyca. W animacji linie pola magnetycznego poruszają się z okresem rotacji Jowisza około 13 godzin w ramce spoczynkowej Io.
Io jest jedynym ciałem w Układzie Słonecznym innym niż Ziemia, o którym wiadomo, że ma aktywne wulkany magmy, i sugerowano, że zarówno Ziemia, jak i Księżyc mogły mieć podobne oceany magmowe miliardy lat temu w czasie ich powstawania, ale mają dawno już schłodzony.
„Wulkanizm Io informuje nas o działaniu wulkanów i zapewnia okno czasowe na style aktywności wulkanicznej, które mogły mieć miejsce na Ziemi i Księżycu w ich najwcześniejszej historii”, powiedział Torrence Johnson, były naukowiec projektu Galileo, który nie był bezpośrednio zaangażowany w badanie.
Sonda Galileo została celowo wysłana do atmosfery Jowisza w 2003 r., Aby uniknąć jakiegokolwiek zanieczyszczenia księżyców Jowisza.
Źródło: JPL
