«Юнона» впервые измерила температуру под поверхностью Ио
Зонд «Юнона» впервые измерил температуру под поверхностью спутника Юпитера Ио и обнаружил неожиданно сильный нагрев даже на небольшой глубине. Результаты исследования опубликованы в Journal of Geophysical Research: Planets.
Будучи самой вулканически активной луной в Солнечной системе, Ио раскалено изнутри. Ученые получили этому прямое подтверждение в виде инструментальных измерений.
«Микроволновый радиометр „Юноны“ напрямую измерил тепловыделение Ио, заглянув под поверхность. Неожиданное открытие, что мы можем видеть недра каменистого спутника, показало нам: если подлететь к земному вулкану с прибором вроде MWR, мы, вероятно, увидим похожую картину перепада температур в приповерхностном слое — а это даст новые сведения о том, как работают земные вулканы», — говорит главный исследователь миссии Скотт Болтон из Юго-Западного исследовательского института в Сан-Антонио, соавтор исследования.
Он разработал микроволновый радиометр «Юноны» (MWR) для изучения недр облачного покрова Юпитера, чтобы исследовать динамику и состав глубокой атмосферы газового гиганта. Шесть микроволновых антенн MWR работают как единый инструмент, одновременно улавливая излучение в широком диапазоне длин волн. На расширенном этапе миссии радиометр обследовал три галилеевых спутника Юпитера — Ганимед, Европу и Ио.
Заглянули вглубь с помощью радиоволн
«Радиоволны разной длины проникают на разную глубину, что дает нам новый способ изучать и глубинную атмосферу планет-гигантов, и подповерхностные коры ледяных и каменистых лун. На Ганимеде и Европе мы заглядывали на десятки километров вглубь, потому что их ледяная оболочка — почти чистая вода. Но возможность проникнуть в вулканическую породу Ио стала для нас полной неожиданностью», — объясняет Болтон.
Во время пролетов 30 декабря 2023 года и 3 февраля 2024 года аппарат прошел на расстоянии около 1500 километров от поверхности спутника.
«Прибор измерял тепловое излучение Ио с глубин от нескольких сантиметров до нескольких метров. Где бы мы ни измеряли, уже на глубине в пару футов температура поднималась более чем на 20 °C. Такой градиент нельзя объяснить одним лишь солнечным нагревом», — рассказывает ведущий автор статьи Шеннон Браун из Лаборатории реактивного движения НАСА.
Данные допускают два возможных объяснения. Во-первых, тепло может равномерно подниматься из недр. В локальном масштабе этот фоновый тепловой поток невелик — от 1 до 3 ватт на квадратный метр, но в масштабах всего спутника это выброс энергии, в 30 раз превышающий средний земной. Кроме того, сигнал может идти от остывающих лавовых потоков, покрытых застывшей коркой толщиной около 9–11 метров, которые в любой момент времени занимают примерно 10 % поверхности Ио.
Равнины Ио
Еще одним открытием по итогам двух пролетов оказались равнины Ио. До этого спутник был известен своими высокими горами, но данные MWR показывают, что помимо видимого рельефа на поверхности есть обширные ровные участки, протянувшиеся на 100 километров и более. Поскольку «Юнона» пролетала над перекрывающимися областями Ио под разными углами, удалось составить карту отражения микроволн от поверхности — примерно как пассажир самолета видит, как солнечный свет вспыхивает на море только под определенными углами.
«Вдали от гор поверхность больше напоминает Великие равнины Северной Америки. И хотя Ио — каменистое тело, материал на его поверхности очень низкой плотности — скорее похож на пемзу или рыхлый вулканический пепел, чем на твердую породу», — добавляет Браун.
Автоматический космический аппарат «Юнона» работает в окрестностях Юпитера с 2016 года. Миссия должна была завершиться в сентябре 2025-го, но ее неоднократно продлевали. Сейчас зонд исследует кольца гиганта и малые спутники.