Спутник Юпитера Ио уже давно считается одним из самых необычных объектов Солнечной системы. В отличие от большинства спутников, покрытых древними кратерами или многокилометровыми слоями льда, его поверхность постоянно меняется. Здесь непрерывно происходят мощные вулканические извержения, из недр вырываются раскалённые потоки лавы и гигантские облака газа, а сама поверхность за сравнительно короткое время полностью обновляется.
Новые данные, полученные космическим аппаратом Juno во время близких пролётов мимо Ио, позволили исследователям глубже понять процессы, происходящие под поверхностью этого удивительного мира. Оказалось, что внутренняя структура спутника значительно сложнее, чем предполагалось ранее, а источники его вулканической активности могут быть распределены совсем не так, как считалось.
Почему Ио считается уникальным спутником
Ио — третий по величине спутник Юпитера. Его диаметр составляет около 3600 километров, что немного превышает размеры земной Луны.
Однако по своей геологической активности Ио не имеет равных во всей Солнечной системе.
На его поверхности известно несколько сотен действующих вулканов, многие из которых продолжают извергаться и сегодня.
Некоторые выбросы достигают высоты в несколько сотен километров, значительно превосходя высоту большинства земных вулканических облаков.
Откуда берётся столько энергии
Главная причина необычайной активности Ио — вовсе не радиоактивный распад веществ в недрах, как на Земле.
Основной источник тепла — мощное гравитационное воздействие Юпитера.
Ио движется по немного вытянутой орбите, поэтому сила притяжения гигантской планеты постоянно изменяется.
Из-за этого спутник непрерывно испытывает сильные приливные деформации.
Его поверхность буквально слегка сжимается и растягивается во время каждого оборота вокруг Юпитера.
Такое «разминание» внутренних слоёв превращает механическую энергию в тепло.
Именно этот процесс поддерживает невероятную вулканическую активность.
Как Juno исследует Ио
Хотя миссия Juno создавалась прежде всего для изучения самого Юпитера, аппарат неоднократно совершал очень близкие пролёты возле Ио.
Во время таких сближений его научные приборы смогли собрать огромное количество информации.
Исследователи анализировали:
- распределение температуры поверхности;
- особенности гравитационного поля;
- структуру вулканических областей;
- состав выбрасываемого вещества;
- внутреннее строение спутника.
Эти данные помогают понять процессы, происходящие глубоко под поверхностью.
Что скрывается внутри Ио
Долгое время существовало несколько вариантов объяснения происхождения внутреннего тепла.
Одни модели предполагали существование огромного глобального океана расплавленной магмы.
Другие считали, что расплавленные области расположены лишь в отдельных участках мантии.
Новые результаты свидетельствуют, что внутренняя картина может быть значительно сложнее.
Исследования показывают, что расплавленные породы, вероятно, распределены по множеству отдельных областей, связанных между собой сложной системой циркуляции вещества.
Магма может двигаться иначе, чем считалось
Полученные данные позволяют предположить, что горячее вещество внутри спутника не образует единый гигантский резервуар.
Скорее всего, расплавленные участки располагаются в различных слоях и могут перемещаться по сложным каналам.
Такая структура лучше объясняет разнообразие вулканической активности на поверхности.
Одни вулканы могут оставаться активными десятилетиями, тогда как другие неожиданно пробуждаются после длительного периода покоя.
Почему вулканы Ио настолько необычны
Извержения на Ио сильно отличаются от земных.
Температура некоторых лавовых потоков может быть чрезвычайно высокой.
Кроме расплавленных пород, вулканы выбрасывают большое количество соединений серы и диоксида серы.
Именно они придают поверхности спутника характерную окраску.
На снимках можно увидеть:
- ярко-жёлтые области;
- красноватые участки;
- чёрные лавовые поля;
- беловатые отложения замёрзших газов.
Из-за постоянных извержений внешний вид Ио непрерывно меняется.
Поверхность постоянно обновляется
На большинстве твёрдых тел Солнечной системы хорошо заметны древние ударные кратеры.
На Ио их очень мало.
Причина проста.
Практически все следы старых столкновений постепенно исчезают под новыми потоками лавы и вулканическими выбросами.
По сути, поверхность спутника непрерывно создаётся заново.
Это делает Ио своеобразной лабораторией, где можно наблюдать геологические процессы почти в реальном времени.
Что происходит с выброшенным веществом
Часть материала после извержений возвращается обратно на поверхность.
Но значительная доля газа покидает спутник.
Поскольку Ио находится внутри мощнейшей магнитосферы Юпитера, выброшенные частицы быстро захватываются магнитным полем гигантской планеты.
Они образуют огромное облако заряженного вещества вокруг орбиты спутника.
Эта плазма оказывает влияние на всю магнитную систему Юпитера.
Почему изучение Ио важно не только для понимания самого спутника
Ио помогает исследователям изучать процессы, которые могли происходить и на других молодых каменистых мирах.
В первые сотни миллионов лет существования многие планеты испытывали значительно более мощную внутреннюю активность, чем сегодня.
Наблюдая за Ио, учёные получают возможность лучше понять:
- движение вещества внутри планет;
- образование магматических резервуаров;
- развитие вулканических систем;
- влияние приливного нагрева на эволюцию небесных тел.
Подобные знания применяются не только к спутникам Юпитера, но и к экзопланетам, вращающимся возле своих звёзд на очень близких орбитах.
Новые данные помогают уточнить модели
Каждый пролёт Juno предоставляет новые сведения о строении Ио.
Компьютерные модели становятся всё более точными.
Исследователи постепенно уточняют:
- глубину расположения расплавленных областей;
- объём внутренних источников тепла;
- распределение вулканической активности;
- особенности движения магмы;
- влияние приливных сил на внутреннее строение спутника.
Ио остаётся одним из самых удивительных миров Солнечной системы
Несмотря на десятилетия исследований, Ио продолжает преподносить сюрпризы. Новые наблюдения показывают, что процессы, происходящие в его недрах, значительно сложнее, чем представлялось ещё недавно. Вместо одного огромного подземного резервуара расплавленных пород спутник, вероятно, содержит множество взаимосвязанных зон, в которых непрерывно циркулирует горячее вещество.
Работа аппарата Juno позволяет буквально заглянуть под поверхность этого необычного мира и понять, каким образом мощные приливные силы способны поддерживать непрерывную вулканическую активность. Каждое новое открытие делает Ио не только самым вулканически активным телом Солнечной системы, но и одним из важнейших объектов для изучения внутреннего устройства каменистых планет и спутников во Вселенной.
Источники:
Статья создана по материалам Space.com
