A nagyjából a mi Holdunkhoz fogható méretű Io sebhelyes felszínét és aktív vulkánkitöréseit a Voyager-1 űrszonda 1979-es átrepülése során ismerhettük meg, Linda Morabito, a JPL kutatója figyelmének köszönhetően. Ő ismerte fel az űrszonda által hazaküldött fotókon a vulkánkitörés jeleit. Azonban azóta is rejtély, pontosan mi is zajlik a hold mélyén.

Az régóta világos, hogy a vulkánkitörésekhez a hőt az árapályfűtés biztosítja, ez viszont csak egy kis része a kérdéseknek. „Morabito óta a bolygókutatók újra és újra felteszik a kérdést: miként táplálja a vulkánokat a felszín alatti magma?” – mondta Scott Bolton, a Juno űrszonda küldetésének tudományos vezetője. „Sekély magmaóceán izzik a felszín alatt, vagy helyi magmaforrásuk van a vulkánoknak? A Juno két igen közeli átrepülésekor kapott adatokról tudtuk, hogy segítenek majd megválaszolni e kérdést.”

A Juno űrszonda 2023 decemberében és 2024 februárjában 1500 kilométerrel az Io felszíne felett repült át. Ezen idő alatt a szonda a Deep Space Network antennájával folyamatosan kommunikált, s a rádiójelek útjának idejéből a szonda gyorsulását lehetett kiszámítani. A gyorsulást pedig az égitest gravitációja határozza meg. E számításokon alapult az újonnan, a Nature hasábjain közzétett kutatási eredmény, amelyről a NASA számolt be. A kutatásban az árapályfűtés működésének részleteire is fény derült.

Az Io rendkívül közel kering a gigantikus Jupiterhez, egy keringése 42,5 órát vesz igénybe. Mivel a pályája elliptikus, így változik a távolságuk a keringés során, így a Jupiter gravitációs hatása is, ez pedig igencsak megszorongatja a holdat. Ez hozza létre az árapályfűtést, azzal, hogy a hold belsejének súrlódása hőtermeléssel jár.

Ez hatalmas energiákkal jár, így az Io belsejének egyes részei képesek megolvadni. A gravitációs jelekből, amelyeket a szonda átrepülésekor mértek, illetve korábbi szondák adatai és földi megfigyelések adatai segítségével meghatározható, hogy milyen az Io belsejét érintő deformáció. Ez pedig meghatározza, hogy a kőzetolvadék-réteg, ami a vulkánokat táplálja, globális réteget alkot, vagy csak lokális.

A mérések idején 650 millió, illetve 750 millió kilométerre járt tőlünk az Io, a Juno űrszonda pedig másodpercenként több tíz kilométert repült. Mindezek ellenére a mérések során az űrszonda sebességében bekövetkező másodpercenként 20-30 mikrométeres (ez kb. az emberi hajszál vastagságának negyede) változásokat is képes volt a kutatócsoport kimutatni. Ez elképesztő technikai teljesítmény!

Az adatok azt mutatták, hogy az Io felszíne alatt nincs globális magmaóceán, és a hold köpenye pedig nagyrészt szilárd.

A felfedezés azonban további gondolatokat is ébreszt a szakemberekben. Nemcsak az Io mélyére hat az árapályfűtés, hanem számos más égitestére is a Naprendszerben, gondoljunk az olyan jeges holdakra, mint a szintén a Jupiter körül keringő Europa, vagy a Szaturnusz kísérője, az Enceladus. Ugyanez igaz persze számtalan exobolygóra, s azok holdjaira is. Ha az egyébként igen erős árapályfűtés nem hozott létre globális magmaóceánt az Io mélyén, vajon mennyire képes ezeknek az égitesteknek a mélyén a kőzeteket vagy a jeget olvadt állapotban tartani?

The post Nincs magmaóceán az Io mélyén first appeared on National Geographic.