Зонд НАСА впервые заглянул под поверхность вулканического спутника Ио

Автоматическая межпланетная станция НАСА «Юнона» впервые измерила температуру под поверхностью спутника Юпитера Ио, самого вулканически активного тела в Солнечной системе. Оказалось, что всего в нескольких метрах под грунтом температура резко повышается более чем на 22 градуса по Цельсию, а сам грунт на больших участках неожиданно гладкий и очень рыхлый, напоминает пемзу. Эти данные, собранные во время двух близких пролетов в конце 2023 – начале 2024 года, опубликованы в журнале Journal of Geophysical Research: Planets.

Космический аппарат «Юнона» изначально создавался для изучения Юпитера, но его продленная миссия позволила заглянуть и на крупные луны газового гиганта. Главный инструмент, который помог сделать открытие, – это микроволновый радиометр, способный улавливать излучение на разных длинах волн. Каждая длина волны проникает на разную глубину: от нескольких сантиметров до нескольких метров под поверхность. Благодаря этому ученые впервые смогли изучить недра каменистого спутника, а не только его раскаленную поверхность. До сих пор все данные об активности Ио получали по инфракрасному свечению – то есть по тому, что происходит на самой поверхности. Теперь же картина стала объемной.

Ио находится в постоянном гравитационном взаимодействии с Юпитером и соседними спутниками. Его орбита слегка вытянута, поэтому планета то сильнее притягивает спутник, то слабее – он сжимается и разжимается, как мячик. Эти приливные силы выделяют внутри огромное количество тепла, которое во много раз мощнее земного вулканического нагрева.

Однако до сих пор было неясно, как именно это тепло добирается до поверхности. Новые измерения показали, что под верхним слоем грунта температура растет гораздо быстрее, чем можно было бы объяснить солнечным светом. Всего на глубине полутора метров воздух, если бы он там был, прогрелся бы на 22 градуса выше, чем на поверхности.

Ученые предлагают два основных объяснения этому феномену. Первое – тепло поступает из глубины спутника равномерно, через теплопроводность горных пород. В пересчете на каждый квадратный метр это сравнимо с энергией небольшого ночника, но если умножить на всю площадь Ио, то спутник выделяет в 30 раз больше тепла, чем вся Земля.

Второе – сигнал может исходить от остывающих лавовых озер, которые покрыты твердой коркой толщиной примерно с трехэтажный дом (9–11 метров). Таких участков на поверхности в любой момент может быть около десяти процентов. Оба варианта не исключают друг друга, но главное – теперь ученые видят сам процесс переноса тепла изнутри наружу, а не только его финальные всплески в виде извержений.

Еще один неожиданный результат касается самого рельефа Ио. На этом спутнике есть горы выше земных (высочайшая вершина — Южная Боосавла, 17,5 км), но между ними лежат обширные плоские пространства, которые тянутся на сотни километров. По словам исследователей, эти равнины напоминают Великие равнины Северной Америки. Но самое удивительное – плотность поверхностного материала оказалась очень низкой, почти как у пемзы или слежавшегося вулканического пепла, а не у цельной скалы. Это значит, что верхний слой Ио очень рыхлый и пористый.

Такое открытие стало возможным благодаря тому, что «Юнона» пролетала над одними и теми же районами под разными углами, и радиометр улавливал отражение микроволн похожим образом, как солнечные блики на водной глади видны только под определенным ракурсом.

Итоговый результат этого исследования – настоящий прорыв в планетологии. Впервые мы можем заглянуть под кору вулканического мира и увидеть, как приливное тепло мигрирует из глубин к поверхности. Это знание важно не только для понимания Ио, но и для изучения других спутников Юпитера, таких как Европа и Ганимед, где под ледяными панцирями скрываются жидкие океаны.

Тот же механизм приливного нагрева может поддерживать там воду в жидком состоянии. А еще эта методика может однажды помочь земным вулканологам – если подобный радиометр разместить рядом с действующим вулканом на Земле, он покажет температурные градиенты в недрах, чего раньше не удавалось сделать дистанционно. Так что «Юнона» не просто удивила нас новыми фактами об Ио, но и подарила новый инструмент для изучения огненных и ледяных миров.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях