Även om rymdsuppdragen Voyager och Galileo observerade bevis på vulkanisk aktivitet på Io, var det en svag blå plommon i utkanten av Ios lem i en mycket förbättrad bild från Voyager som först erbjöd bevis på månens turbulenta natur.
Vill du ha en fåtöljastronom? En grupp forskare i Kalifornien har trappat upp ett hack genom att övervaka de intensiva vulkanutbrotten på Jupiters konstigaste måne Io från hemmet.
Io, det innersta av de fyra största månarna runt Jupiter, eller de galileiska månarna, är det mest vulkaniskt aktiva föremålet i solsystemet med mer än 400 aktiva vulkaner som spottar ut svavel och svaveldioxid. Forskare tycker att ett gravitationskrig med Jupiter är en orsak till Ios intensiva vulkanism. Forskare påpekar att de flesta av processerna inte är väl förståda. Medan Ios utbrott inte kan ses direkt från jorden, har ett team som leddes av Frank Marchis, en forskare vid Carl Sagan Center vid SETI-institutet kommit med en unik kombination av jordbaserade teleskopuppsättningar och arkivbilder från Voyager och Galileo sonderar, enligt ett pressmeddelande. Teamet tillkännagav sina resultat vid 2012-mötet för planetary Sciences i dag i Reno, Nevada.
"Sedan vår första observation av Io 2001 med W. M. Keck II 10-m-teleskop från toppen av Mauna Kea på Hawaii och dess AO-system (adaptiv optik) blev vår grupp väldigt upphetsad över tekniken," säger Marchis. ”Vi började också använda AO vid Very Large Telescope i Chile och vid Gemini North-teleskopet på Hawaii. Tekniken har förbättrats under åren, och bildkompetensen och användbarheten för de komplexa instrumenten har gjort dem till en del av den viktiga instrumentpaketet för stora teleskop. ”
En svag blå plommon på en kornig och mycket förbättrad bild från Voyager 1 antydde först på Ios dynamiska natur. Voyagers kameror visade en bisarra terräng med vulkaniska fält, mörka fläckar och aktiva plummar. Forskare smekade smeknamnet "Pizza Moon." NASA: s Galileo-sond observerade mer än 160 aktiva vulkaner i olika utbrottstadier under sin slingtur på solsystemets största planet.
Men kristallklara bilder från Galileo upphörde 2003. Att observera ett månformat objekt på det otroliga avståndet till Jupiter från jorden är en utmaning på grund av suddigheten som orsakas av jordens omrörande atmosfär. Sedan 2001 har alla stora 8- till 10 meter teleskop utrustats med adaptiv optik som korrigerar för den oskärpa. Sedan 2003 har Marchis och hans team samlat ungefär 40 cykler av observationer av Io i det nära-infraröda och visar detaljer så små som 100 kilometer, eller 60 mil, på månens yta.
Observationer av flera ljusa och unga utbrott upptäckta vid korta våglängder (~ 2,1 mikron) på toppen och längre våglängder (~ 3,2 mikron) på botten sedan 2004 med hjälp av W. Keck 10-meter teleskop (maj 2004, augusti 2007, september 2007 , Juli 2009), Gemini North 8-meter teleskop (aug 2007) och ESO VLT-Yepun 8 meter teleskop (februari 2007), alla med sina anpassningsbara optiksystem. Den termiska signaturen för Tvashtar-utbrottet kan ses nära nordpolen på bilder som samlades in 2007. Ett nytt utbrott på Pillan Patera sågs i augusti 2007. Ett ungt och ljust utbrott upptäcktes på Loki Patera i juli 2009. Detta är det sista ljust utbrott som upptäcktes i vår undersökning; Sedan dess har Ios vulkanaktivitet varit lugn. Kredit: F. Marchis
”Rymdskepp har bara kunnat fånga flyktiga glimtar av Ios vulkaner, Voyager i några månader, Galileo några år och New Horizons några dagar. Markbaserade observationer, å andra sidan, kan fortsätta att övervaka Ios vulkaner under långa tidsskalor. Ju fler teleskop som tittar på Io, desto bättre täckning kan vi få. ” Sade Julie Rathbun från Redlands University, en planetforskare som inte är direkt involverad i denna studie men som har genomfört övervakning av Io med NASAs IRTF 3-meter teleskop i mer än 15 år. ”AO-observationer från 8-10 m-teleskop är en dramatisk förbättring av den rumsliga upplösningen jämfört med tidigare markbaserade observationer. Snart kommer de inte bara att vara vårt enda sätt att övervaka Ios vulkaner, utan det bästa sättet. Vi bör göra dessa observationer oftare. ”
Simulering av observationer av Io med hjälp av W. Keck-teleskopet och dess nuvarande AO-system, ett nästa generations AO-system monterat på W. Keck-teleskopet (KNGAO) och Thirty Meter Telescope (TMT) utrustat med sitt AO-system (NFIRAOS) . Den rumsliga upplösningen i centrum av Io som tillhandahålls av dessa AO-system är respektive 140 km, 110 km och 35 km i H-bandet (1,6 mikron). Två unga erptiva centra märkta A & B kan endast detekteras på TMT-observationer. KNGAO-instrumentet upptäckte det ljusaste utbrottet märkt A. Marchis
Enligt teamet avslöjar observationer en serie unga och energiska utbrott som kallas utbrott. Dessa händelser sticker ut och indikerar en hög utbrottstemperatur. Tillfället observerade teamet uppvaknandet av vulkanen Tvashtar medan New Horizons slingrade förbi Jupiter på väg till Pluto. Utbrottet varade från april 2006 till september 2007. Äldre observationer från Galileo visar ett liknande utbrottsmönster 1999 som varade i 15 månader.
"Episodiciteten av dessa vulkaner pekar på en regelbunden laddning av magma-förvaringskamrar" sade Ashley Davies, en vulkanolog vid Jet Propulsion Laboratory, Kaliforniens tekniska institut, och medlem av studien. "Detta tillåter oss att modellera utbrottsprocessen och förstå hur värme avlägsnas från Ios djupa inre av denna speciella stil med vulkanisk aktivitet."
Teamet hittade fyra ytterligare utbrott inklusive en tidigare oobserad aktiv vulkan 2004. Den nya sporadiska sprängningen svarade för cirka 10 procent av Ios genomsnittliga termiska produktion, enligt Marchis. Utbrottet var mer energiskt än Tvashtar 2001. Medan teamet fortsätter att studera Io har de noterat att sedan den september 2010 har den galna aktiva månen varit mestadels tyst. Ett dussin eller så permanenta, låga temperaturutbrott prickar världen, men teamet har inte upptäckt de unga, utbrott av brandbrunnsstil som tidigare sett.
”Det nästa jättehoppet inom planetarisk astronomi är ankomsten av Giant Segmented Mirror Telescope, som Thirty Meter Telescope som förväntas finnas tillgängligt 2021. Det kommer att ge en rumslig upplösning på 35 km i det nära infraröda, motsvarande den rumsliga upplösningen av globala observationer som tagits av rymdskeppet Galileo. När man pekar på Io kommer dessa teleskop att erbjuda motsvarigheten till ett rymdskepp av satelliten, ”sa Marchis.
Källa: SETI
