NASA-in Juno je prvi put direktno izmerio toplotu ispod površine meseca Io i otkrio nagli porast temperature od preko 40 °F (~22 °C) na dubinama od nekoliko decimetara do nekoliko metara. MWR merenja ukazuju na vrlo poroznu gornju koru (gustina ~0,7–1,1 g/cm³), dok modeli sugerišu toplotne tokove od 1–3 W/m² ili prisustvo zakopanih lava koje pokrivaju ~8% površine. Otkriće pomaže u razumevanju plimnog zagrevanja i može biti primenljivo na druga tela poput Evrope i Encelada.
Juno otkriva nagli skok temperature odmah ispod vulkanske kore meseca Io
NASA's Juno spacecraft made the first direct measurements of the temperature beneath the surface of Jupiter's moon Io using the Microwave Radiometer, (MWR), invented and designed by Southwest Research Institute's Dr. Scott Bolton. (CREDIT: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Thomas Thomopoulos)
Letelica NASA-e Juno po prvi put je direktno izmerila toplotu ispod površine Jupiterovog meseca Io i otkrila da se temperature naglo povećavaju već na dubinama od nekoliko decimetara do nekoliko metara. Instrument Mikrotalasni radiometar (MWR) zabeležio je porast od preko 40 °F (oko 22 °C) u samo nekoliko stopa ispod površine, što ukazuje na intenzivne unutrašnje procese koji oblikuju mesec iznutra.
This infrared image was derived from data collected by the Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM) instrument aboard Juno. In this image, the brighter the color, the higher the surface temperature recorded by JIRAM. (CREDIT: NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM)
Šta je izmereno?
MWR koristi šest frekvencija između 0,6 i 22 GHz: svaka frekvencija prodire na drugu dubinu — od nekoliko centimetara do desetina stopa (nekoliko metara). Tokom dva bliska preleta 30. decembra 2023. i 3. februara 2024. (na oko 1.494 km i 1.506 km od Io-a), Juno je mapirao termalne emisije sa strane okrenute ka Jupiteru i u svuda zabeležio strm porast temperature ispod tankog površinskog sloja.
MWR sampling and footprints on Io for PJ57 (black) and PJ58 (blue) for the 12° beams. (CREDIT: Dr. Scott Bolton et al, Journal of Geophysical Research: Planets)
Kako istraživači tumače podatke?
Tim predvođen Shannon Brown iz NASA-inog Jet Propulsion Laboratory i Scottom Boltonom (SwRI) razmotrio je dve glavne interpretacije merenja:
MWR upwelling surface brightness temperature mapped on the surface of Io for each channel. (CREDIT: Dr. Scott Bolton et al, Journal of Geophysical Research: Planets)
- Provođenje toplote: stalni transport toplote kroz koru koji bi odgovorio toplotnim tokovima od oko 1–3 W/m², vrednost u skladu sa procenama globalnog plimnog toplotnog izlaza Io-a (2–3 W/m²).
- Zakopani lava tokovi: model u kome pod površinom leže relativno sveži toka lave, koji bi po ovoj analizi prekrivali ~8% posmatranog područja i bili skriveni ispod kore debljine reda veličine ~11 m.
Međutim, nijedan model potpuno ne objašnjava sve detalje: podaci ukazuju na strmiji i slojevitiji temperaturni gradijent nego što su modeli predvideli, a ponašanje materijala pri različitim mikrotalasnim frekvencijama može biti složenije nego što se pretpostavljalo.
Context map for the model fit indicating the area sampled (3 dB footprint at 0.6 GHz) in black, with bright flow units outlined in red, dark flow units in blue and undivided flow units in white. The red triangles indicate hot spot locations. (CREDIT: Dr. Scott Bolton et al, Journal of Geophysical Research: Planets)
Šta otkrivaju svojstva površine?
Analiza dielektričnih vrednosti ukazuje na nisku gustinu gornjeg sloja — približno 0,7–1,1 g/cm³ — što je konzistentno sa poroznim materijalima poput vulkanskog pepela, pemze ili skorie. Modelne procene poroznosti idu do ~75–85% zavisno od sastava (sumpor ili bazalt). Niže frekvencije MWR-a susreću gušći materijal dublje, što sugeriše labav, veoma porozan pokrov iznad kompaktnijeg podsloga.
Značaj i buduća posmatranja
Ova merenja pružaju novi alat za proučavanje toplote ispod površina stena i ledenih tela, jer mikrotalasna radiometrija dopire značajno dublje od infracrvenih instrumenata. Na Io-u buduća posmatranja mogu mapirati gde toplota najviše izlazi i utvrditi da li u određenim regionima dominira provođenje ili skriveni lava tokovi. Te metode su relevantne i za razumevanje plimnog zagrevanja koje može održavati unutrašnje okeane na mesecima poput Evrope i Encelada.
Scott Bolton (SwRI): "Otkrili smo da MWR može videti ispod kore kameno-sastavljenog meseca — to je iznenađenje sa važnim implikacijama za proučavanje vulkana i na Zemlji."
Detalji nalaza objavljeni su u časopisu Journal of Geophysical Research: Planets. Podaci i modeli koje je tim razvio otvaraju prostor za preciznija istraživanja uz instrumente veće rezolucije i širi raspon frekvencija.
Pomozite nam da budemo bolji.
