Kénvulkánok pöfékelik tele az Io ritka légkörét – most már konkrét megfigyelések is igazolják a feltevést

4800

Először sikerült észlelni a Jupiter Io holdján zajló vulkanizmus közvetlen hatásait a légkörben az Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) rádióteleszkóppal. Az Io a Naprendszerünk vulkanikusan legaktívabb holdja – több mint 400, kénes gázokat pöfékelő aktív vulkán található a felszínén. Innen nyeri jellegzetes sárga-fehér-narancs-vörös színeit a hold, mikor ezek a gázok ráfagynak a felszínre.

Habár az Io légköre elképesztően ritka (a földinél körülbelül 1 milliárdszor ritkább), rengeteg információval szolgál nekünk a hold vulkanizmusáról. Rajta keresztül beleshetünk az egzotikus hold belsőbb régióiba, illetve azt is megvizsgálhatjuk, mi zajlik a színpompás kéreg alatt. Korábbi kutatásokból már kiderült, hogy az Io légkörének összetételében a vulkanikus eredetű kén-dioxid gáz dominál. Az atmoszféra dinamikáját hajtó folyamatok ugyanakkor még kérdésesek; vulkanikus aktivitás lenne, vagy a napfény sütötte jeges felszínről elszublimáló gázok?

A Jupiter Io holdjáról készített, kompozit felvétel rádió (ALMA) és optikai (Voyager-1 és Galileo) tartományban mérve. Az ALMA méréseinek köszönhetően először láthatjuk a vulkánból feltörő kén-dioxid felhőt (sárga). (ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), I. de Pater et al.; NRAO/AUI NSF, S. Dagnello; NASA/JPL/Space Science Institute)

A különböző légköri folyamatok megkülönböztetéséért az ALMA rádióteleszkóppal pillanatképeket készítettek a Jupiter árnyékába belépő, illetve onnan kilépő Ioról. Mikor a hold árnyékba kerül, mivel nem éri közvetlen napfény, annyira lehűl, hogy a kén-dioxid gáz kikondenzálódik a felszínre. Mikor ez megtörtént, a légkörben csak a vulkanikus eredetű kén-dioxid gázt lehet megfigyelni, így pontosan láthatóvá válik a légkörre gyakorolt hatása, Statia Luszcz-Cook (Columbia University), a tanulmány egyik társszerzőjének magyarázata szerint.

Az ALMA elképesztő felbontásának és érzékenységének köszönhetően először sikerült tisztán megfigyelni a kén-dioxid és kén-monoxid gázokat, ahogy feltörnek a vulkánokból. A pillanatképek alapján azt becsülik, hogy az Io légkörének 30-50%-a vulkáni eredetű lehet. Az ALMA felvételeken egy harmadik gázt, kálium-kloridot is megfigyeltek olyan területeken, ahol nem láttak sem kén-dioxidot, sem kén-monoxidot. Ez erős bizonyítéka annak, hogy az egyes vulkánok alatti magmakamrák eltérőek.

Az ALMA pillanatképeiből készített videó, amelyen megfigyelhető a légköri gázok változása, ahogyan az Io be-, illetve kilép a Jupiter árnyékából. A felvételeken sárgával színezték a kén-dioxid gázt, amit először sikerült a vulkáni kitörés során közvetlenül megfigyelni. (ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), I. de Pater et al.; NRAO/AUI NSF, S. Dagnello; NASA)

Az Io vulkáni aktivitását az árapály-fűtés okozza. Nem teljesen körpályán kering a Jupiter körül, emellett, ahogyan a mi Holdunk is, kötötten kering – azaz mindig ugyanazzal az oldalával fordul a Jupiter felé. A Jupiter másik holdjainak, az Europának és a Ganymedenek a gravitációs vonzása, illetve az óriásbolygó árapályhatása hatalmas belső súrlódást és hőt hoz létre a holdban, kialakítva a Loki Patera gigászi, 200 km-es átmérőjű vulkánhoz hasonló képződményeket. Az Io légkörének tanulmányozásával nem csak a vulkanizmusáról és vulkánjairól tudunk meg többet, hanem belső szerkezetéről és az árapály-fűtés folyamatáról is.

Az egyik legnagyobb kérdőjel továbbra is az alsóbb légköreinek hőmérséklete. A kutatás következő lépéseként ezt szeretnék az ALMA távcsővel megmérni. Ahhoz, hogy meg tudják határozni a hőmérsékletet, nagyobb felbontású mérésekre van szükség, amihez hosszabb ideig kell az Iot megfigyelni. Mivel nem sok időt tölt a Jupiter árnyékában, ezért ezt csak napfényben lehet majd megtenni; a hosszú mérés alatt pedig több tíz fokkal el is fog fordulni. Az izgalmas kutatás nem lesz egyszerű, de megfelelő szoftveres technikával ki lehet majd élesíteni az elmosódó felvételeket.

Forrás: NRAO

Hozzászólás

hozzászólás