NASA's Juno meet voor het eerst ondergrondse hitte op Jupiters maan Io

NASA's Juno-ruimtevaartuig heeft de eerste directe metingen gedaan van hitte onder het oppervlak van Jupiters maan Io, waarbij een steile temperatuurgradiënt in de ondiepe ondergrond van de meest vulkanisch actieve wereld in het zonnestelsel is onthuld. De bevindingen, woensdag gepubliceerd in het Journal of Geophysical Research: Planets, werden verzameld tijdens twee nauwe flybys op 30 december 2023 en 3 februari 2024, toen Juno binnen ongeveer 930 mijl (1.500 kilometer) van Io's oppervlak kwam.

De gegevens, verzameld door Juno's Microwave Radiometer (MWR)-instrument, tonen aan dat de temperaturen met meer dan 40 graden Fahrenheit stijgen op slechts enkele meters onder het oppervlak - een gradiënt die veel steiler is dan alleen zonneverwarming kan verklaren. De MWR was oorspronkelijk ontworpen om Jupiters diepe atmosfeer te onderzoeken, maar is ook gebruikt om drie van de Galileïsche manen van de planeet te bestuderen: Ganymedes, Europa en Io. Het vermogen om in vulkanisch gesteente op Io te sonderen was een onverwachte ontdekking.

Deze metingen zijn belangrijk omdat Io's extreme vulkanisme wordt aangedreven door getijdenverwarming, een fundamenteel proces dat ook ondergrondse oceanen op ijzige manen zoals Europa en Ganymedes aandrijft. Tot nu toe konden wetenschappers alleen hitte observeren die aan het oppervlak ontsnapte of via uitbarstingen. De nieuwe gegevens stellen hen in staat te karakteriseren hoe hitte van het binnenste naar het oppervlak beweegt, wat inzichten biedt in getijdenverwarming in de kosmos.

De MWR-gegevens suggereren twee mogelijke verklaringen voor de waargenomen hitte. Ten eerste zou hitte gestaag kunnen opstijgen door een geleidende korst, met een achtergrondwarmtestroom van 1 tot 3 watt per vierkante meter - lokaal mild, maar over de hele maan tot 30 keer de gemiddelde warmteafgifte van de aarde. Als alternatief zou het signaal kunnen komen van afkoelende lavastromen bedekt met ongeveer 30 tot 35 voet (9 tot 11 meter) gestolde korst, die op elk moment ongeveer 10% van Io's oppervlak bedekt.

Bovendien onthulden de flybys dat Io's oppervlak opmerkelijk glad is, met uitgestrekte vlaktes die zich 60 mijl (100 kilometer) of meer uitstrekken. Het oppervlaktemateriaal heeft een zeer lage dichtheid, vergelijkbaar met puimsteen of donzige vulkanische as in plaats van vast gesteente. Deze bevindingen breken nieuw observationeel terrein voor zowel vurige als ijzige werelden, en de techniek zou kunnen worden toegepast om vulkanen op aarde te bestuderen met behulp van vergelijkbare microgolfinstrumenten.