Źródło zdjęcia: NASA
Zespół francuskich i amerykańskich astronomów odkrył obecność soli (NaCl) w atmosferze Io. Atmosfera Io była badana od kilku lat, po raz pierwszy uważnie obserwowana przez statek kosmiczny Voyager, ale po raz pierwszy stwierdzono, że zawiera dobrą starą „sól kuchenną”.
Atmosfera księżyca Jowisza Io jest jedną z najbardziej osobliwych w Układzie Słonecznym. W 1979 r. Sonda Voyager ujawniła aktywny wulkanizm (ryc. 1 po lewej) na powierzchni satelity i odkryła lokalną, wątłą atmosferę SO2. Od 1990 r. Obserwacje fali milimetrowej uzyskane w IRAM (francusko-niemiecko-hiszpański teleskop) oraz obserwacje UV za pomocą HST dostarczyły nieco bardziej szczegółowy opis tej atmosfery. Typowe ciśnienie powierzchniowe wynosi około 1 nanobar i, w unikalny sposób w Układzie Słonecznym, atmosfera wykazuje silne odchylenia poziome, najwyraźniej skoncentrowane w paśmie równikowym. Głównymi związkami atmosferycznymi są SO2, SO i S2. Atmosfera jest prawdopodobnie wytwarzana, z jednej strony przez bezpośrednie działanie wulkaniczne, az drugiej strony przez sublimację lodów SO2 pokrywających powierzchnię Io.
Jednak od dawna podejrzewano, że atmosfera Io musi zawierać inne gatunki chemiczne. Już w 1974 r. Obrazowanie widzialne i spektroskopia ujawniły „chmurę” atomowego sodu (ryc. 1 po prawej), mniej więcej skoncentrowaną wokół orbity Io. Szczegółowe późniejsze badania tej chmury wykazały złożoną strukturę, w tym w szczególności cechy „szybkiego sodu”, dla których udowodniono rolę jonów molekularnych (NaX +). Odkrycia te naturalnie podniosły kwestię pochodzenia sodu w środowisku Io. Na podstawie jasności optycznych emisji Na można oszacować, że około 1026-1027 atomów sodu opuszcza Io na sekundę.
W 1999 r. Chlor w postaci atomowej i zjonizowanej został odkryty wokół Io, z obfitością porównywalną do sodu (podczas gdy kosmochemiczna obfitość Na jest około 15 razy większa niż Cl). Sugeruje to wspólne pochodzenie, ponieważ NaCl jest naturalnym prawdopodobnym rodzicem obu. Jednocześnie, na podstawie obliczeń równowagi termochemicznej, zaproponowano, że NaCl jest ważnym związkiem magm wulkanicznych Io, a abudancja względem SO2 wynosi nawet kilka procent.
W oparciu o te odkrycia i prognozy kampanię obserwacyjną przeprowadził E. Lellouch z Obserwatorium Paryskiego oraz kilku francuskich i amerykańskich kolegów z radioteleskopu IRAM 30-m w styczniu 2002 r. Dwie linie obrotowe NaCl przy 143 i 234 GHz były jednoznacznie wykryty (rysunek 2.). Ponieważ prężność pary tej soli jest całkowicie nieistotna, NaCl nie może być w równowadze sublimacyjnej z powierzchnią Io, a jej obecność musi bezpośrednio wynikać z ciągłej mocy wulkanicznej. Wydaje się, że jest to niewielki gatunek armosfery. Najbardziej prawdopodobny model fizyczny przedstawia atmosferę NaCl jako bardziej zlokalizowaną niż SO2, ze względu na jej bardzo krótki czas życia (najwyżej kilka godzin) i prawdopodobnie ograniczony do centrów wulkanicznych. Lokalna obfitość NaCl w tym modelu wynosi 0,3-1,3% SO2, znacznie mniej niż przewidywano. Z mocy linii można wyliczyć wulkaniczne szybkości emisji (2-8) x 1028 cząsteczek NaCl na sekundę. Według modeli fotochemicznych i ucieczki tylko niewielka część tych cząsteczek ucieka z Io (około 0,1%). Nieco większa ilość (1-2%) pozostawia Io w formie atomowej po fotolizie do Na i Cl. Zdecydowana większość emitowanych wulkanów cząsteczek NaCl spada z powrotem na powierzchnię, gdzie kondensują, potencjalnie przyczyniając się do białego koloru niektórych terenów Io. Podsumowując, wydaje się, że NaCl stanowi ważne źródło sodu i chloru w środowisku Io; jednak dokładna natura chemiczna jonów molekularnych NaX + pozostaje do wyjaśnienia.
Oryginalne źródło: Paris Observatory News Release
