NASAs Juno misst erstmals unterirdische Hitze auf Jupiters Mond Io

Die NASA-Raumsonde Juno hat erstmals direkte Messungen der Hitze unter der Oberfläche von Jupiters Mond Io durchgeführt und dabei einen steilen Temperaturgradienten im flachen Untergrund der vulkanisch aktivsten Welt des Sonnensystems aufgedeckt. Die am Mittwoch im Journal of Geophysical Research: Planets veröffentlichten Ergebnisse wurden während zweier naher Vorbeiflüge am 30. Dezember 2023 und 3. Februar 2024 gesammelt, als Juno bis auf etwa 930 Meilen (1.500 Kilometer) an Ios Oberfläche herankam.

Die vom Mikrowellenradiometer (MWR) von Juno gesammelten Daten zeigen, dass die Temperaturen nur wenige Meter unter der Oberfläche um mehr als 40 Grad Fahrenheit ansteigen – ein Gradient, der weit steiler ist, als allein durch Sonneneinstrahlung erklärbar. Das MWR wurde ursprünglich zur Erforschung von Jupiters tiefer Atmosphäre entwickelt, aber auch zur Untersuchung von drei der galiläischen Monde des Planeten verwendet: Ganymed, Europa und Io. Die Fähigkeit, in vulkanisches Gestein auf Io einzudringen, war eine unerwartete Entdeckung.

Diese Messungen sind wichtig, weil Ios extremer Vulkanismus durch Gezeitenreibung angetrieben wird, einen grundlegenden Prozess, der auch unterirdische Ozeane auf eisigen Monden wie Europa und Ganymed antreibt. Bisher konnten Wissenschaftler nur Hitze beobachten, die an der Oberfläche oder durch Eruptionen entweicht. Die neuen Daten ermöglichen es ihnen zu charakterisieren, wie sich Wärme vom Inneren zur Oberfläche bewegt, und liefern Einblicke in die Gezeitenreibung im gesamten Kosmos.

Die MWR-Daten legen zwei mögliche Erklärungen für die beobachtete Wärme nahe. Erstens könnte Wärme stetig durch eine leitfähige Kruste aufsteigen, mit einem Hintergrundwärmefluss von 1 bis 3 Watt pro Quadratmeter – lokal sanft, aber über den gesamten Mond hinweg bis zum 30-fachen der durchschnittlichen Wärmeabgabe der Erde. Alternativ könnte das Signal von abkühlenden Lavaströmen stammen, die von etwa 30 bis 35 Fuß (9 bis 11 Metern) verfestigter Kruste bedeckt sind und zu jedem Zeitpunkt etwa 10 % von Ios Oberfläche bedecken.

Darüber hinaus zeigten die Vorbeiflüge, dass Ios Oberfläche bemerkenswert glatt ist, mit ausgedehnten Ebenen, die sich über 60 Meilen (100 Kilometer) oder mehr erstrecken. Das Oberflächenmaterial hat eine sehr geringe Dichte, ähnlich wie Bimsstein oder flockige Vulkanasche, und nicht wie festes Gestein. Diese Ergebnisse erschließen neue Beobachtungsmöglichkeiten sowohl für feurige als auch für eisige Welten, und die Technik könnte mit ähnlichen Mikrowelleninstrumenten zur Untersuchung von Vulkanen auf der Erde eingesetzt werden.