Att bevisa att gammal data aldrig dör har forskare hittat något nytt om Jupiters mån Io med hjälp av data som samlats in under Galileo-uppdraget, som kretsade om Jupiter 1995-2003. Ny analys avslöjar ett hav som ligger under ytan av smält eller delvis smält magma under ytan på den vulkaniska månen, vilket är den första direkta bekräftelsen av denna typ av magma-lager vid Io. Forskare säger att det smälta underjordiska havet förklarar varför månen är det mest vulkaniska föremålet som är känt i solsystemet.
"Forskare är glada över att vi äntligen förstår var Ios magma kommer från och har en förklaring till några av de mystiska signaturerna vi såg i några av Galileos magnetfältdata," sade Krishan Khurana, från University of California, Los Angeles, och ledare författare till studien publicerad i Science. Khurana var en tidigare medutredare i Galileos magnetometerteam vid UCLA. "Det visar sig att Io kontinuerligt gav upp en" ljudsignal "i Jupiters roterande magnetfält som matchade vad som skulle förväntas från smälta eller delvis smälta stenar djupt under ytan."
Otroligt nog producerar Io cirka 100 gånger mer lava varje år än alla vulkaner på jorden, och den nya studien visar att ett globalt magmahav finns cirka 30 till 50 kilometer (20 till 30 mil) under månens skorpa. Detta förklarar varför Ios vulkaner är fördelade runt hela ytan, till skillnad från jordens vulkaner som förekommer i lokala hotspots som "Ring of Fire" runt Stilla havet.
Vulkanerna på Io upptäcktes 1979 av Linda Morabito, en optisk navigationsingenjör som arbetade på Voyager-uppdraget. När man tittade på bilder som skulle användas för att navigera i Voyager noterade Morabito vad som tycktes vara ett halvmåne som sträckte sig bortom Io-kanten. Efter att ha konfererat med sina kollegor insåg de att eftersom Io inte har någon atmosfär måste molnet som stiger hundratals kilometer över ytan vara ett bevis på en otroligt kraftfull vulkan.
Energin för den vulkaniska aktiviteten kommer från att pressa och sträcka månen genom Jupiters tyngdkraft när Io kretsar kring den största planeten i solsystemet.
Galileo lanserades 1989 och började kretsa runt Jupiter 1995. Forskare märkte oförklarade signaturer i magnetfältdata från Galileo flybys från Io i oktober 1999 och februari 2000.
"Under den sista fasen av Galileo-uppdraget var modeller av interaktionen mellan Io och Jupiters enorma magnetfält, som badar månen i laddade partiklar, ännu inte sofistikerade för att vi skulle kunna förstå vad som hände i Ios inre," sa Xianzhe Jia, medförfattare till studien vid University of Michigan.
Nyare arbete inom mineralfysik visade att en grupp bergarter kända som "ultramafiska" bergarter har kapacitet att bära betydande elektrisk ström när de smälts. Ultramafiska bergarter är magtiga ursprung eller bildas genom kylning av magma. På jorden tros de komma från manteln. Upptäckten ledde till att Khurana och kollegor testade hypotesen att den konstiga signaturen producerades av ström som flödade i ett smält eller delvis smält lager av denna typ av sten.
Tester visade att signaturerna som upptäckts av Galileo var förenliga med en sten som lherzolit, en stollig berg som är rik på silikater av magnesium och järn som finns i Spitzbergen, Norge. Magmahavsskiktet på Io verkar vara mer än 50 kilometer (30 mil tjockt) och utgör minst 10 procent av månens mantel i volym. Magmahavets blåsande temperatur överstiger förmodligen 1 200 grader Celsius (2200 grader Fahrenheit).
I animationen ovan är Io badad i magnetfältlinjer (visas i blått) som förbinder den nordpolära regionen i Jupiter med planetens sydpolregion. När Jupiter roterar förstärks och försvagas magnetfältlinjerna som draperar runt Io. Eftersom Ios magmahav har en hög elektrisk ledningsförmåga avleder det det varierande magnetfältet och skyddar månens insida från magnetiska störningar. Det magnetiska fältet inuti Io bibehåller en vertikal orientering, även när magnetfältet utanför Io dansar runt. Dessa variationer i signalerna på det yttre magnetfältet gjorde det möjligt för forskare att förstå månens inre struktur. I animeringen rör sig magnetfältlinjerna med Jupiters rotationsperiod på cirka 13 timmar i Ios viloram.
Io är den enda kroppen i solsystemet annan än jorden som är känd för att ha aktiva magma-vulkaner, och det har föreslagits att både jorden och dess måne har haft liknande magmahav för miljarder år sedan vid tidpunkten för bildandet, men de har sedan länge svalnat.
"Ios vulkanism informerar oss om hur vulkanerna fungerar och ger ett fönster i tid till stilar av vulkanisk aktivitet som kan ha inträffat på jorden och månen under deras tidigaste historia," säger Torrence Johnson, en tidigare forskare i Galileo-projektet som inte var direkt involverad i studie.
Rymdfarkosten Galileo skickades avsiktligt in i Jupiters atmosfär 2003 för att undvika kontaminering av någon av Jupiters månar.
Källa: JPL
