Sonda Juno NASA po raz pierwszy mierzy ciepło pod powierzchnią księżyca Jowisza Io

Sonda kosmiczna Juno NASA dokonała pierwszych bezpośrednich pomiarów ciepła pod powierzchnią księżyca Jowisza Io, ujawniając stromy gradient temperatury w płytkiej podpowierzchni najbardziej aktywnego wulkanicznie świata w Układzie Słonecznym. Wyniki, opublikowane w środę w Journal of Geophysical Research: Planets, zostały zebrane podczas dwóch bliskich przelotów 30 grudnia 2023 r. i 3 lutego 2024 r., kiedy Juno znalazła się w odległości około 930 mil (1500 kilometrów) od powierzchni Io.

Dane zebrane przez instrument Microwave Radiometer (MWR) sondy Juno pokazują, że temperatury rosną o ponad 40 stopni Fahrenheita zaledwie kilka stóp pod powierzchnią – gradient znacznie bardziej stromy, niż można by wytłumaczyć samym ogrzewaniem słonecznym. MWR został pierwotnie zaprojektowany do badania głębokiej atmosfery Jowisza, ale był również używany do badania trzech galileuszowych księżyców planety: Ganimedesa, Europy i Io. Możliwość badania skał wulkanicznych na Io była nieoczekiwanym odkryciem.

Te pomiary są ważne, ponieważ ekstremalny wulkanizm Io jest napędzany przez ogrzewanie pływowe, podstawowy proces, który zasila również podpowierzchniowe oceany na lodowych księżycach, takich jak Europa i Ganimedes. Do tej pory naukowcy mogli obserwować jedynie ciepło uciekające na powierzchnię lub podczas erupcji. Nowe dane pozwalają im scharakteryzować, w jaki sposób ciepło przemieszcza się z wnętrza w kierunku powierzchni, dostarczając wglądu w ogrzewanie pływowe w całym kosmosie.

Dane MWR sugerują dwa możliwe wyjaśnienia obserwowanego ciepła. Po pierwsze, ciepło może unosić się równomiernie przez przewodzącą skorupę, z tłem przepływu ciepła wynoszącym 1 do 3 watów na metr kwadratowy – lokalnie łagodnym, ale w skali całego księżyca stanowiącym do 30 razy więcej niż średnia moc cieplna Ziemi. Alternatywnie, sygnał może pochodzić z ochładzających się strumieni lawy przykrytych około 30 do 35 stóp (9 do 11 metrów) zestalonej skorupy, pokrywającej w dowolnym momencie około 10% powierzchni Io.

Ponadto przeloty ujawniły, że powierzchnia Io jest niezwykle gładka, z rozległymi równinami rozciągającymi się na 60 mil (100 kilometrów) lub więcej. Materiał powierzchniowy ma bardzo niską gęstość, przypominającą pumeks lub puszysty popiół wulkaniczny, a nie lity kamień. Odkrycia te przełamują nowe obserwacyjne granice zarówno dla ognistych, jak i lodowych światów, a technika ta może być zastosowana do badania wulkanów na Ziemi za pomocą podobnych instrumentów mikrofalowych.