Ученые раскрыли загадку спутника Юпитера Ио

Самый вулканический мир Солнечной системы.

Спутник Юпитера Ио является самым геологически активным миром в Солнечной системе, на поверхности которого расположено более 400 извергающихся вулканов. Нигде больше нет такого количества вулканов, которые были бы активными.

Авторы нового исследования, опубликованного на сервере препринтов arXiv, выяснили всегда ли Ио был именно таким миром, пишет Universe Today (перевод - «Фокус»).

Ученые собрали данные наблюдений за изотопами химических элементов, обнаруженных во время извержений вулканов на спутнике Юпитера Ио. Как показало исследование, такие химические элементы, как хлор и сера, существуют на Ио в большем количестве, чем в похожих местах в Солнечной системе. Исследование показало, что извержения вулканов на Ио начались не недавно, а они продолжаются на протяжении всей истории спутника. При этом вулканическая активность настолько сильная, что практически полностью меняет поверхность Ио примерно каждые 1 млн лет.

Впервые вулканическая активность на Ио была обнаружена благодаря двум аппаратам "Вояджер". После этого снимки поверхности спутника Юпитера делали и другие космические аппараты, а в настоящее время это продолжает делать зонд NASA "Юнона". Ио является четвертым по размеру спутником Юпитера и вращается близко к газовому гиганту. В результате гравитационного влияния планеты недра Ио нагреваются из-за чего внутренняя порода плавится. В этом виде она выходит на поверхность, через жерла вулканов.

Ио в основном состоит из силикатной породы, которая покрывает ядро из железа или сульфида железа. Поверхность спутника не только покрыта многочисленными вулканами, но и деформирована внутренними процессами. При этом она покрыта потоками лавы, которая обновляет поверхность со скоростью от 10 мм до 1 см в год. Также Ио имеет особый желтоватый цвет поверхности, что связывают с серой и сернистыми соединениями, отложенными по всему ландшафту.

Обычно ученые смотрят на поверхность объекта и считают кратеры, чтобы получить представление о его возрасте. Но поскольку вулканические потоки на Ио стирают кратеры, не существует визуального способа определить, как долго они существуют. Но оказалось, что обилие определенных изотопов серы и других химических элементов позволило получить представление об истории вулканизма на Ио.

Ученые предположили, что измерения стабильных изотопов серы и хлора могут дать ответ на вопрос, как давно происходят извержения вулканов на спутнике Юпитера. Поэтому они провели анализ вулканических выбросов. Понимание химического состава Ио требует также хорошего представления об истории потери массы спутником. Потеря массы Ио происходит из-за столкновений между атмосферными молекулами и энергетическими частицами, захваченными в магнитосфере Юпитера. Если так продолжалось на протяжении всей истории Ио, то химический состав спутника должен предоставить свидетельства вулканического прошлого.

С помощью радиотелескопа ALMA ученые провели наблюдение за газами в атмосфере Ио. Авторы исследования обнаружили, что спутник со временем потерял по меньшей мере от 94 до 99% доступной серы. Кроме того, измерения показали повышенный уровень хлора. По словам ученых, это указывает на то, что Ио всегда был вулканически активным спутником.