Самый вулканический мир Солнечной системы: выяснилось, как давно им стал спутник Юпитера

Фото: NASA

Ио давно является большой загадкой для астрономов, ведь долгое время они не могли понять, как давно спутник Юпитера превратился в самый вулканический мир в Солнечной системе. Дело в том, что поверхность спутника выглядит относительно молодой по космическим меркам, но оказалось, что это не так. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science, пишет Space.

По словам ученых, поверхность Ио выглядит очень молодой, ведь потоки лавы и отложения от извержений вулканов закрывают любые другие породы, которым больше 1 млн лет. По космическим меркам это очень недавнее прошлое.

Ученые выяснили, что гравитационное влияние Юпитера, также его спутников Европы и Ганимеда создают мощные приливные силы внутри Ио, а это приводит к интенсивному извержения вулканов. До сих пор было точно неизвестно, как давно начался этот процесс.

По словам ученых вулканизм на Ио зависит от расположения трех спутников Юпитера. Ио находится в орбитальном резонансе с Европой и Ганимедом. На каждые 4 полные вращения Ио вокруг Юпитера приходится ровно два вращения Европы и одно Ганимеда. Поэтому гравитационное влияние спутников друг на друга происходит в одном и том же месте, что превращает орбиты спутников из кругов в эллипсы.

Из-за эллиптической орбиты расстояние спутников от Юпитера меняется по мере вращения и планета оказывает разное гравитационное влияние. Такие изменения гравитационного влияния приводят к тому, что Ио во время полного оборота вокруг планеты за 1,8 дня сжимается и вытягивается. Это создает трение в мантии и выделяется достаточно тепла, чтобы расплавить породу.

Моделирования раньше показывали, что спутники Юпитера могли оказаться в орбитальном резонансе еще в начале их формирования. Именно этот резонанс и вызывает интенсивный вулканизм на Ио. Поэтому ученые предположили, что Ио стал самым вулканическим миром еще в начале рождения Солнечной системы.

Что проверить эту гипотезу астрономы использовали радиотелескоп ALMA для отслеживания серы и хлора в атмосфере спутника Юпитера. На Ио вулканизм вызывает непрерывную переработку материала между недрами спутника и его атмосферой, и ученые обнаружили, что в результате этого Ио потерял от 94% до 96% своих более легких изотопов серы. Такое возможно только при условии миллиардов лет вулканической активности, то есть с момента появления Ио.

Исходя из этого астрономы сделали вывод, что интенсивная вулканическая активность на Ио началась 4,57 млрд лет назад, когда сформировался спутник Юпитера.

Теперь ученые хотят выяснить, существовала ли на Ио в далеком прошлом ледяная кора, как у Европы и Ганимеда, и был ли под ней океан из жидкой воды. Возможно спутник Юпитера был какое-то время холодным, а затем эти особенности были уничтожены возникшим активным вулканизмом.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ARDinform