Автоматическая межпланетная станция NASA «Юнона» продолжает удивлять учёных новыми открытиями. Во время очередных близких пролётов мимо Ио — ближайшего крупного спутника Юпитера — аппарат собрал уникальные данные о температуре поверхности и распределении тепла. Эти наблюдения позволили значительно лучше понять процессы, происходящие внутри этого необычного мира, а также его тесную связь с крупнейшей планетой Солнечной системы.
Ио уже давно считается самым вулканически активным небесным телом среди всех известных объектов. Однако новые измерения показывают, что тепловые процессы на спутнике могут быть ещё сложнее, чем предполагалось ранее.
Почему Ио настолько необычен
Среди четырёх крупнейших спутников Юпитера Ио занимает особое место.
Если Европа покрыта льдом, Ганимед обладает собственным магнитным полем, а Каллисто испещрён древними кратерами, то Ио представляет собой мир непрерывной вулканической активности.
На его поверхности находятся:
- сотни действующих вулканов;
- огромные потоки застывшей лавы;
- гигантские кальдеры;
- многокилометровые лавовые озёра;
- мощные выбросы сернистых газов.
Практически вся поверхность спутника постоянно обновляется.
Почему Ио не остывает
Казалось бы, небольшое небесное тело должно было давно потерять внутреннее тепло.
Однако в случае Ио действует совершенно иной механизм.
Главным источником энергии является не радиоактивный распад пород, а мощное гравитационное воздействие Юпитера.
Гигантская планета постоянно деформирует спутник своими приливными силами.
Кроме того, на орбиту Ио влияют соседние крупные спутники — Европа и Ганимед.
Из-за этого форма Ио слегка изменяется во время каждого оборота вокруг Юпитера.
Внутренние породы испытывают постоянное сжатие и растяжение, что сопровождается выделением большого количества тепла.
Что измерила «Юнона»
Во время близких пролётов приборы космического аппарата выполнили подробное тепловое картографирование поверхности.
Учёных интересовало:
- насколько горячими являются различные районы;
- как распределяется тепло;
- где находятся наиболее активные вулканические области;
- как быстро поверхность охлаждается.
Полученные результаты стали одними из самых детальных за всю историю исследований Ио.
Не только вулканы оказываются горячими
Ранее предполагалось, что самые высокие температуры сосредоточены главным образом возле действующих вулканов.
Однако новые наблюдения показывают более сложную картину.
Даже участки, где нет заметных извержений, могут сохранять повышенную температуру.
Это говорит о том, что внутреннее тепло распределяется по спутнику значительно сложнее, чем считалось раньше.
Поверхность постоянно меняется
Извержения на Ио происходят настолько часто, что поверхность спутника практически лишена крупных ударных кратеров.
Каждый новый поток лавы постепенно скрывает следы более древних процессов.
По этой причине Ио считается одним из самых молодых по возрасту поверхности объектов Солнечной системы.
Фактически его ландшафт непрерывно перестраивается.
Огромные вулканические выбросы
Некоторые вулканы Ио способны выбрасывать вещество на высоту в сотни километров.
Такие гигантские шлейфы состоят главным образом из соединений серы и других летучих веществ.
Часть выброшенного материала вновь оседает на поверхность.
Другая часть попадает в окружающее пространство и начинает взаимодействовать с магнитосферой Юпитера.
Юпитер и Ио образуют единую систему
Несмотря на сравнительно небольшие размеры спутника, его влияние на окрестности оказывается весьма значительным.
Материал, выбрасываемый вулканами, постепенно ионизируется и образует огромный тор заряжённых частиц вдоль орбиты Ио.
Эти частицы взаимодействуют с мощным магнитным полем Юпитера.
В результате возникают сложные электромагнитные процессы, которые продолжают активно изучаться.
Почему температура так важна
Измерение температуры позволяет узнать гораздо больше, чем кажется на первый взгляд.
По тепловому излучению исследователи могут определить:
- интенсивность вулканической активности;
- распределение внутренних источников тепла;
- особенности охлаждения лавы;
- строение верхних слоёв поверхности.
Фактически температура становится одним из главных инструментов исследования внутреннего устройства спутника.
Что происходит внутри Ио
Хотя непосредственно заглянуть внутрь спутника невозможно, современные модели позволяют представить его строение.
Предполагается, что под твёрдой поверхностью располагаются области частично расплавленных пород.
Именно они питают многочисленные вулканы.
Приливный нагрев постоянно поддерживает эти расплавленные области в активном состоянии.
Поэтому вулканизм на Ио продолжается уже многие миллиарды лет.
Почему Ио интересен не только сам по себе
Изучение этого спутника помогает понять процессы, происходящие далеко за пределами системы Юпитера.
Во многих звёздных системах обнаружены крупные планеты с близко расположенными спутниками.
Если они испытывают аналогичное приливное воздействие, то также могут обладать мощной внутренней геологической активностью.
Следовательно, Ио становится своеобразной природной лабораторией для изучения подобных миров.
«Юнона» продолжает расширять знания о Юпитере
Первоначально миссия станции была сосредоточена главным образом на изучении самого газового гиганта.
Однако по мере выполнения программы аппарат получил возможность регулярно исследовать и его крупнейшие спутники.
Близкие пролёты возле Ио стали одними из самых важных этапов миссии.
Каждое новое сближение позволяет получать изображения с высоким разрешением, измерять температуру поверхности, исследовать распределение вещества и уточнять модели внутреннего строения спутника.
Исследования продолжаются
Полученные данные ещё предстоит подробно проанализировать.
Каждый новый набор наблюдений помогает уточнять существующие модели приливного нагрева и работы вулканов.
Не исключено, что дальнейшее изучение Ио позволит объяснить механизмы, действующие и на других спутниках планет-гигантов, а также на далёких экзопланетах и их спутниках.
Огненный мир остаётся одной из главных загадок Солнечной системы
Ио остаётся уникальным объектом, аналогов которому пока не найдено. Ни одно другое известное небесное тело не демонстрирует столь масштабной и непрерывной вулканической активности. Новые температурные измерения, выполненные станцией «Юнона», показывают, что процессы внутри спутника значительно сложнее, чем предполагалось ещё несколько лет назад.
По мере продолжения миссии исследователи рассчитывают получить ещё более детальную картину распределения тепла и активности вулканов. Эти сведения помогут лучше понять не только природу самого Ио, но и фундаментальные процессы, определяющие эволюцию спутников планет-гигантов как в нашей Солнечной системе, так и далеко за её пределами.
Источники:
Статья создана по материалам Phys.Org
