Доказывая, что старые данные никогда не умирают, ученые обнаружили что-то новое о луне Юпитера Ио, используя данные, собранные во время миссии Галилео, которая находилась на орбите Юпитера в 1995-2003 годах. Новый анализ обнаруживает подповерхностный океан расплавленной или частично расплавленной магмы под поверхностью вулканической луны, что является первым прямым подтверждением такого рода магматического слоя в Ио. Ученые говорят, что расплавленный подземный океан объясняет, почему Луна является самым вулканическим объектом, известным в Солнечной системе.
«Ученые взволнованы, мы наконец понимаем, откуда исходит магма Ио, и у нас есть объяснение некоторых таинственных подписей, которые мы видели в некоторых данных магнитного поля Галилео», - сказал Кришан Хурана из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, и руководитель Автор исследования, опубликованного в Science. Хурана был бывшим со-следователем в магнитометрической бригаде Галилея в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. «Оказывается, что Ио постоянно излучал« звуковой сигнал »во вращающемся магнитном поле Юпитера, которое соответствовало тому, что можно ожидать от расплавленных или частично расплавленных горных пород глубоко под поверхностью».
Удивительно, но Ио производит примерно в 100 раз больше лавы каждый год, чем все вулканы на Земле, и новое исследование показывает, что глобальный магматический океан существует примерно в 30-50 километрах (20-30 милях) под корой Луны. Это объясняет, почему вулканы Ио распределены по всей его поверхности, в отличие от вулканов Земли, которые возникают в локализованных горячих точках, таких как «Огненное кольцо» вокруг Тихого океана.
Вулканы на Ио были обнаружены в 1979 году Линдой Морабито, инженером по оптической навигации, работавшим над миссией Voyager. Глядя на изображения, которые должны были использоваться для навигации по Voyager, Морабито заметил то, что казалось серповидным облаком, простирающимся за край Ио. Посовещавшись со своими коллегами, они поняли, что, поскольку у Ио нет атмосферы, облако, поднимающееся на сотни километров над поверхностью, должно свидетельствовать о невероятно мощном вулкане.
Энергия для вулканической активности исходит от сжатия и растяжения Луны под действием силы тяжести Юпитера, когда Ио вращается вокруг самой большой планеты в Солнечной системе.
Галилео было запущено в 1989 году и начало вращаться вокруг Юпитера в 1995 году. Ученые заметили необъяснимые подписи в данных магнитного поля от обломков Галилео Ио в октябре 1999 года и феврале 2000 года.
«На заключительном этапе миссии« Галилео »модели взаимодействия между Ио и огромным магнитным полем Юпитера, которое омывает Луну заряженными частицами, еще не были достаточно сложными, чтобы мы могли понять, что происходит во внутреннем пространстве Ио», - сказал Сяньчжэ. Цзя, соавтор исследования в Мичиганском университете.
Недавние работы в области физики минералов показали, что группа пород, известная как «ультрамафические» породы, способна нести значительный электрический ток при расплавлении. Ультрамафитовые породы имеют магматическое происхождение или образуются в результате охлаждения магмы. Считается, что на Земле они происходят из мантии. Это открытие привело к тому, что Хурана и его коллеги проверили гипотезу о том, что странная сигнатура была создана током, протекающим в расплавленном или частично расплавленном слое этого вида породы.
Испытания показали, что сигнатуры, обнаруженные Галилеем, соответствовали породе, такой как лерцолит, магматическая порода, богатая силикатами магния и железа, найденная в Шпицбергене, Норвегия. Слой магматического океана на Ио, по-видимому, составляет более 50 километров (30 миль в толщину), составляя не менее 10 процентов от объема мантии Луны. Температура пузыря в океане магмы, вероятно, превышает 1200 градусов по Цельсию (2200 градусов по Фаренгейту).
В приведенной выше анимации Ио омывается линиями магнитного поля (показаны синим цветом), которые соединяют северную полярную область Юпитера с южной полярной областью планеты. Когда Юпитер вращается, линии магнитного поля вокруг Ио усиливаются и ослабляются. Поскольку магматический океан Ио обладает высокой электропроводностью, он отклоняет переменное магнитное поле, защищая внутреннюю часть Луны от магнитных возмущений. Магнитное поле внутри Ио поддерживает вертикальную ориентацию, даже когда магнитное поле снаружи Ио танцует вокруг. Эти изменения в сигнатурах внешнего магнитного поля позволили ученым понять внутреннюю структуру Луны. В анимации линии магнитного поля движутся с периодом вращения Юпитера около 13 часов в кадре покоя Ио.
Ио - единственное тело в Солнечной системе, кроме Земли, которое, как известно, имеет активные магматические вулканы, и было высказано предположение, что и у Земли, и у ее Луны могли быть похожие магматические океаны миллиарды лет назад во время их образования, но они имеют давно остыл
«Вулканизм Ио информирует нас о том, как работают вулканы, и предоставляет окно во времени для стилей вулканической активности, которая могла произойти на Земле и на Луне в течение их самой ранней истории», - сказал Торренс Джонсон, бывший ученый проекта Галилео, который не принимал непосредственного участия в изучение.
Космический аппарат Galileo был преднамеренно отправлен в атмосферу Юпитера в 2003 году, чтобы избежать загрязнения спутника Юпитера.
Источник: JPL
