Изображение предоставлено NASA
Группа французских и американских астрономов обнаружила присутствие соли (NaCl) в атмосфере Ио. Атмосфера Ио изучалась в течение нескольких лет, впервые наблюдался космическим кораблем Voyager, но впервые было обнаружено, что он содержит старую добрую «столовую соль».
Атмосфера луны Юпитера Ио - одна из самых своеобразных в Солнечной системе. В 1979 году космический корабль «Вояджер» обнаружил активный вулканизм (рис. 1, слева) на поверхности спутника и обнаружил локальную непостоянную атмосферу SO2. С 1990 года наблюдения миллиметровых волн, полученные на IRAM (французско-германо-испанский телескоп), и УФ-наблюдения с HST обеспечили несколько более подробное описание этой атмосферы. Типичное поверхностное давление составляет около 1 нанобара, и уникальным образом в Солнечной системе атмосфера демонстрирует сильные горизонтальные изменения, по-видимому, сконцентрированные в экваториальной полосе. Основными атмосферными соединениями являются SO2, SO и S2. Атмосфера, вероятно, создается, с одной стороны, прямым вулканическим излучением, а с другой - сублимацией льдов SO2, которые покрывают поверхность Ио.
Однако давно подозревалось, что атмосфера Ио должна содержать другие химические вещества. Еще в 1974 году с помощью видимой визуализации и спектроскопии было обнаружено «облако» атомарного натрия (рис. 1, справа), примерно по центру орбиты Ио. Детальные последующие исследования этого облака показали сложную структуру, включая особенности «быстрого натрия», для производства которых была доказана роль молекулярных ионов (NaX +). Эти открытия, естественно, подняли вопрос о происхождении натрия в окружающей среде Ио. По яркости оптических излучений Na можно оценить, что около 1026-1027 атомов натрия покидают 10o каждую секунду.
В 1999 году хлор в атомарной и ионизированной форме был обнаружен вокруг Ио с содержанием, сравнимым с натрием (в то время как содержание Космохимического состава Na примерно в 15 раз превышает количество Cl). Это предполагает общее происхождение, NaCl является естественным вероятным родителем обоих. В то же время на основе расчетов термохимического равновесия было предложено, чтобы NaCl являлся важным соединением вулканических магм Ио с абдусом по отношению к SO2, достигающим нескольких процентов.
Основываясь на этих открытиях и прогнозах, в январе 2002 г. Э. Леллуш из Парижской обсерватории и несколько французских и американских коллег провели 30-метровый радиотелескоп IRAM. Две линии вращения NaCl на частотах 143 и 234 ГГц были однозначно обнаружен (рисунок 2.). Поскольку давление паров этой соли совершенно незначительное, NaCl не может находиться в сублимационном равновесии с поверхностью Ио, и его присутствие должно быть прямым результатом непрерывного вулканического выброса. Похоже, это мелкий армосферный вид. Наиболее правдоподобная физическая модель изображает атмосферу NaCl как более локализованную, чем SO2, из-за ее очень короткого времени жизни (максимум несколько часов) и, вероятно, ограниченного вулканическими центрами. Локальное содержание NaCl в этой модели составляет 0,3-1,3% от SO2, что значительно ниже, чем прогнозировалось. Из сильных линий можно определить скорость вулканического излучения (2-8) × 1028 молекул NaCl в секунду. Согласно фотохимическим моделям и моделям побега, лишь небольшая часть этих молекул выходит из Ио (около 0,1%). Несколько большее количество (1-2%) оставляет Io в атомарной форме после фотолиза до Na и Cl. Подавляющее большинство молекул NaCl, выбрасываемых вулканическим путем, падают обратно на поверхность, где они конденсируются, что может способствовать появлению белого цвета на некоторых участках Ио. В заключение представляется, что NaCl является важным источником натрия и хлора в окружающей среде Ио; однако точная химическая природа молекулярных ионов NaX + еще предстоит выяснить.
Первоначальный источник: пресс-релиз Парижской обсерватории
