Эти яркие (горячие) «термальные кольца» являются обычным явлением и указывают на активные лавовые озера, согласно новому анализу данных с помощью инструмента Юпитерианского инфракрасного аврорального картографа (JIRAM) на космическом аппарате НАСА Juno.
Ио — это самый внутренний из четырех галилеевых спутников Юпитера и четвертый по размеру спутник в нашей Солнечной системе.
Помимо Земли, это единственное известное место в Солнечной системе, где вулканы извергают горячую лаву, как на нашей планете.
Ио имеет более 400 активных вулканов, которые вызваны приливным нагревом — результатом гравитационных сил Юпитера и других спутников-гигантов. Хотя существует много теорий о типах вулканических извержений на поверхности луны, данных о них мало.
В мае и октябре 2023 года орбитальный аппарат НАСА Juno пролетал мимо Ио, приблизившись на расстояние около 35 000 км и 13 000 км соответственно.
Среди инструментов Juno, которые внимательно изучали эту притягательную луну, был JIRAM. Созданный для захвата инфракрасного света, исходящего из глубин Юпитера, JIRAM исследует погодный слой на глубину до 50-70 км под вершинами облаков газового гиганта.
Во время расширенной миссии Juno команда миссии также использовала этот инструмент для изучения лун Ио, Европы, Ганимеда и Каллисто.
Изображения Ио, полученные с помощью JIRAM, показали наличие ярких колец, окружающих основания многочисленных горячих точек.
Высокое пространственное разрешение инфракрасных изображений JIRAM, в сочетании с благоприятным положением Juno во время облётов, показало, что вся поверхность Ио покрыта лавовыми озёрами, заключёнными в калдера-подобные структуры.
— сказал соредактор миссии Juno доктор Алессандро Мура, исследователь из Национального института астрофизики в Риме.
В области поверхности Ио, где у нас наиболее полные данные, мы оцениваем, что около 3% её покрыто одним из этих расплавленных лавовых озёр. Калдера — это большая впадина, образующаяся, когда вулкан извергается и обрушается.
Данные пролёта JIRAM не только подчеркивают обилие лавовых резервов на Ио, но и дают представление о том, что может происходить под поверхностью.
Инфракрасные изображения нескольких лавовых озёр на Ио показывают тонкий круг лавы на границе между центральной коркой, покрывающей большую часть озера, и стенками озера. Отсутствие лавовых потоков за пределами края озера указывает на то, что происходит переработка расплава. Это значит, что количество лавы, извергающейся в озёра, уравновешивается количеством лавы, возвращающейся обратно под поверхность.
Теперь у нас есть представление о самом частом типе вулканизма на Ио: огромные озёра лавы, где магма поднимается и опускается.
— сказал доктор Мура.
Лавовая корка вынуждена ломаться о стенки озера, образуя типичное лавовое кольцо, которое можно увидеть в гавайских лавовых озёрах.
Стенки, вероятно, достигают сотен метров в высоту, что объясняет, почему магма обычно не выливается из патер — чашеобразных образований, созданных вулканической деятельностью — и не распространяется по поверхности луны.
Данные JIRAM предполагают, что большая часть поверхности горячих точек Ио состоит из каменистой корки, которая движется вверх и вниз циклически как единая поверхность из-за центрального подъёма магмы. Согласно этой гипотезе, поскольку корка касается стенок озера, трение не позволяет ей скользить, что вызывает её деформацию и, в конечном итоге, разрушение, обнажая лаву прямо под поверхностью.
Существует и альтернативная гипотеза: магма поднимается в середине озера, растекается и образует корку, которая опускается вдоль края озера, обнажая лаву.
Мы только начинаем изучать результаты JIRAM от близких пролётов Ио в декабре 2023 года и феврале 2024 года
— сказал доктор Скотт Болтон, главный исследователь миссии Juno в Юго-Западном исследовательском институте.
Наблюдения дают учёным новую захватывающую информацию о вулканических процессах на Ио. Совмещая эти новые результаты с долгосрочной кампанией Juno по мониторингу и картированию вулканов на ранее невиданных северном и южном полюсах Ио, JIRAM становится одним из самых ценных инструментов для изучения того, как функционирует этот причудливый мир.