Per la prima volta, gli astronomi hanno visto chiare prove di pennacchi di gas tossico vulcanico in eruzione dai vulcani di Io.
Nuove immagini radio della luna di Giove forniscono risposte alle domande sull'atmosfera di Io.
Io è il luogo più vulcanico del sistema solare. Più di 400 vulcani attivi ricoprono la sua superficie, che è una manifestazione della tensione interna del satellite, poiché è trascinato gravitazionalmente in direzioni diverse non solo da Giove, ma anche da altri tre satelliti galileiani del gigante gassoso.
Nell'atmosfera sottile e sulla superficie di Io, l'anidride solforosa è dominante – sì, lo zolfo – viene vomitato dall'interno. Sputa gas attraverso le fessure vulcaniche e di notte si deposita sul terreno, raffreddandosi e conferendo al satellite sfumature gialle e arancioni.
Ma quanto di questo gas proviene direttamente dai vulcani rispetto a quanto proviene dalla superficie ghiacciata dell'anidride solforosa riscaldata dal sole? Era difficile quantificare.
“Non si sa quale processo determini le dinamiche nell'atmosfera di Io”, ha detto l'astronomo Imke de Pater dell'Università della California, Berkeley.
“È l'attività vulcanica o il gas che sublima dalla superficie ghiacciata quando Io è alla luce del sole? Dimostriamo che i vulcani hanno un grande impatto sull'atmosfera. '
I ricercatori hanno finalmente le risposte e allo stesso tempo sono stati in grado di rilevare pennacchi di zolfo vulcanico sulla luna.
Per un mondo in cui il gas vulcanico fuoriesce costantemente, l'atmosfera di Io è sorprendentemente sottile; la maggior parte del gas fuoriesce a seguito di complesse interazioni con Giove e il suo campo magnetico a una velocità di circa 1 tonnellata metrica al secondo, contribuendo alla formazione di una colossale ciambella di plasma chiamata toro del plasma di Io che orbita attorno a Giove.
L'atmosfera rimanente può dire molto sui processi geologici all'interno della Luna, che a sua volta può aiutarci a capire alcune delle dinamiche dei pianeti al di fuori del nostro sistema solare.
Il video mostra immagini della luna di Giove Io nello spettro radio (ottenute da ALMA) e in luce ottica (dalle missioni Voyager 1 e Galileo) mentre Io viene eclissato da Giove ed emerge da un'eclissi. Le immagini radio mostrano per la prima volta pennacchi di anidride solforosa (in giallo) che salgono dai vulcani su Io. [Video per gentile concessione di ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), I. de Pater et al.; NRAO / AUI NSF, S. Dagnello; NASA].
Se conosciamo esattamente gli effetti delle influenze gravitazionali in competizione su Io e perché queste influenze non hanno lo stesso effetto su altri corpi, possiamo fare inferenze più informate su come la gravità influenza gli esopianeti troppo lontani per vederli bene.
Quindi gli astronomi hanno utilizzato l'Atacama Large Millimeter / Submillimeter Telescope Array (ALMA) del Cile per studiare Io più da vicino nelle onde radio mentre si muove dentro e fuori l'ombra di Giove.
La prima cosa che scoprirono fu che nell'atmosfera di Io non rimaneva anidride solforosa. Di notte la temperatura scende sotto il punto di congelamento dell'anidride solforosa.
Immagine a colori di Io della sonda Galileo. (NASA / JPL / Università dell'Arizona)
Quando la superficie viene nuovamente esposta alla luce del giorno, l'anidride solforosa congelata sublima nuovamente nell'atmosfera, reintegrandola in circa 10 minuti, molto più velocemente del previsto.
Questa strana stranezza ha dimostrato di essere lo strumento perfetto per studiare gli effetti dell'atmosfera vulcanica.
“Quando Io entra nell'ombra di Giove ed è lontano dalla luce solare diretta, fa troppo freddo per il gas solforoso che si condensa sulla superficie di Io”, ha spiegato l'astronomo Statia Lush-Cook della Columbia University.
“Durante questo periodo, possiamo vedere solo anidride solforosa di origine vulcanica. In questo modo possiamo vedere esattamente quanta parte dell'atmosfera è influenzata dall'attività vulcanica. '
Nelle immagini di ALMA, gli astronomi sono stati in grado di identificare chiaramente per la prima volta tracce di emissioni di anidride solforosa e ossido di zolfo da sorgenti vulcaniche.
Nelle regioni vulcaniche dove non c'è anidride solforosa o monossido, hanno visto qualcos'altro: cloruro di potassio, un altro gas vulcanico.
Ciò suggerisce che diversi vulcani eruttano da diversi serbatoi di magma.
Dalle immagini, il team è stato in grado di calcolare il contributo dei vulcani all'atmosfera di Io. Tra il 30 e il 50 per cento dell'anidride solforosa proviene direttamente dai vulcani.
I ricercatori dicono che il prossimo passo sarà provare a misurare la temperatura dell'atmosfera di Io, specialmente a basse altitudini.
“Per misurare la temperatura dell'atmosfera di Io, dobbiamo ottenere una risoluzione più elevata nelle nostre osservazioni, che richiede l'osservazione del satellite per un lungo periodo di tempo. Possiamo farlo solo quando Io è alla luce del sole “, ha detto de Pater.
Lo studio è disponibile in due articoli, uno pubblicato su The Planetary Science Journal e uno sulla stampa su The Planetary Science Journal e caricato su arXiv.
