Bildkredit: NASA
Ett team av franska och amerikanska astronomer har upptäckt närvaron av salt (NaCl) i Ios atmosfär. Atmosfären i Io har studerats i flera år nu, först observerats noggrant av Voyager-rymdskeppet, men det är första gången det har visat sig innehålla gott gammalt "bordsalt".
Atmosfären i Jupiters måne Io är en av de mest speciella i solsystemet. 1979 avslöjade rymdskeppet Voyager aktiv vulkanism (figur 1 till vänster) vid satellitytan och upptäckte en lokal, svår SO2-atmosfär. Sedan 1990 gav millimetervågobservationer förvärvade vid IRAM (franska-tysk-spanska teleskopet) och UV-observationer med HST en något mer detaljerad beskrivning av denna atmosfär. Det typiska yttrycket är ungefär 1 nanobar, och på ett unikt sätt i solsystemet uppvisar atmosfären starka horisontella variationer och är tydligen koncentrerad i ett ekvatorialband. De huvudsakliga atmosfäriska föreningarna är SO2, SO och S2. Atmosfären produceras antagligen, å ena sidan av direkt vulkanutgång, och å andra sidan av sublimering av SO2-is som täcker Io: s yta.
Det har dock varit länge misstänkt att Ios atmosfär måste innehålla andra kemiska arter. Redan 1974 avslöjade synlig avbildning och spektroskopi ett "moln" av atriumnatrium (figur 1, till höger), ungefär centrerad kring Ios omloppsbana. Detaljerade efterföljande studier av detta moln indikerade en komplex struktur, inklusive särskilt "snabba natrium" -funktioner, för produktion av vilken roll molekyljoner (NaX +) bevisades. Dessa upptäckter väckte naturligtvis frågan om ursprunget till natrium i Ios miljö. Från ljusstyrkan hos de optiska utsläppen av Na kan man uppskatta att cirka 1026-1027 natriumatomer lämnar Io varje sekund.
1999 upptäcktes klor i atom- och joniserad form runt Io, med ett överflöd som är jämförbart med det av natrium (medan det kosmokemiska överflödet av Na är ungefär 15 gånger så mycket som Cl). Detta antyder ett vanligt ursprung, varvid NaCl är en naturlig plausibel förälder till båda. Samtidigt föreslogs NaCl på basis av termokemiska jämviktsberäkningar att vara en viktig förening av Ios vulkaniska magmas, med en abudans relativt SO2 så hög som flera procent.
Baserat på dessa upptäckter och förutsägelser genomfördes en observationskampanj av E. Lellouch, från Paris Observatory, och flera franska och amerikanska kollegor vid IRAM 30-m radioteleskopet i januari 2002. Två rotationslinjer av NaCl vid 143 och 234 GHz var otvetydigt upptäckt (figur 2.). Eftersom ångtrycket för detta salt är helt försumbart, kan NaCl inte vara i sublimeringsjämvikt med Ios yta och dess närvaro måste direkt bero på kontinuerlig vulkanutgång. Det verkar vara en mindre armosfärisk art. Den mest plausibla fysiska modellen beskriver NaCl-atmosfären som mer lokaliserad än SO2, på grund av dess mycket korta livslängd (högst några timmar) och förmodligen begränsad till de vulkaniska centra. Det lokala NaCl-överflödet i denna modell är 0,3-1,3% SO2, betydligt lägre än förutsagt. Från linjestyrkorna kan vulkaniska emissioner av (2-8) x1028 NaCl-molekyler per sekund härledas. Enligt fotokemiska och flyktmodeller flyr endast en liten del av dessa molekyler från Io (cirka 0,1%). En något större mängd (1-2%) lämnar Io i atomform efter att den har fotolyserats till Na och Cl. De allra flesta av de vulkaniskt utsända NaCl-molekylerna faller tillbaka till ytan där de kondenserar, vilket potentiellt kan bidra till den vita färgen på några av Io-terrängen. Sammanfattningsvis verkar det som om NaCl tillhandahåller en viktig källa till natrium och klor i Ios miljö; emellertid återstår den exakta kemiska naturen hos molekylerna NaX + att klarläggas.
Originalkälla: Paris Observatory News Release
