Главная | О сайте | Задачи | Проекты | Результаты | Диверсификация | Новости | Вопросы | История | Информация | Ссылки
Секция Совета РАН по космосу
Владислава Ананьева
Пролет «Вояджеров-1, 2» через систему Юпитера в 1979 году привел к открытию действующих вулканов на Ио, галилеевом спутнике Юпитера. Этого мало – Ио оказалась самым вулканически активным телом в Солнечной системе. На ее поверхности постоянно извергаются десятки вулканов, крупнейшая вулканическая кальдера – Локи Патера (Loki Patera) – достигает в диаметре 200 км. Внутри кальдеры расположено лавовое озеро площадью около 21.5 тыс. кв. км – больше, чем озеро Онтарио. Лавовое озеро Локи Патера имеет форму (грубо) кольца с островом посередине, оно становится то ярче, то тусклее с периодом 400-600 суток.
8 марта 2015 года произошло достаточно редкое астрономическое событие – покрытие Ио другим галилеевым спутником Юпитера, Европой. Ледяная поверхность Европы холодная и яркая в видимых лучах, но в инфракрасных лучах она темная, и это позволило Европе сыграть роль экрана, постепенно заслоняющего яркую в ИК-диапазоне вулканическую Ио. Это, в свою очередь, позволило определить, что температура поверхности Локи Патера монотонно увеличивается от одного края лавового озера до другого.
Наблюдения Ио с помощью наземных ИК-телескопов ведутся уже около 15 лет. В частности, Ио наблюдал Большой бинокулярный телескоп (LBTO) в Аризоне. Большой бинокулярный телескоп состоит из двух 8.4-метровых телескопов, соединенных вместе в интерферометр, оснащенный системой адаптивной оптики для компенсации дрожания земной атмосферы. Разрешение бинокулярного телескопа соответствует телескопу с диаметром зеркала в 23 метра, однако затмение Ио Европой позволило увеличить разрешение тепловой карты Локи Патера еще в десять раз – до ~10 км на пиксель. Наблюдения затмения велись в лучах с длиной волны 4.5 мкм.
Как оказалось, температура поверхности озера плавно изменяется от 270К на западном краю до 330К на восточном.
Более ранние наблюдения показали, что волна повышенной температуры движется по озеру с запада на восток со средней скоростью около километра в сутки. Точнее, этих волн даже две – одна идет по северному рукаву озера, вторая по южному, огибая центральный остров с обеих сторон.
Как же объяснить это явление? Лавовое озеро постепенно остывает с поверхности, на нем образуется твердая корка, которая с течением времени становится все толще и тяжелее. Наконец, корка становится достаточно тяжелой, чтобы отломиться и начать тонуть в расплаве, увлекая за собой и кору рядом. Весь процесс выглядит как движение по поверхности лавового озера горячей волны. Аналогичные процессы происходят и на лавовых озерах земных вулканов.
Видеоролик, иллюстрирующий движение двух волн яркости в Локи Патера:
https://www.youtube.com/watch?v=GiUp91Ybciw
Сравнив наблюдаемые температуры на поверхности Локи Патера со скоростью остывания земных базальтов, исследователи оценили время, когда «горячая волна» в последний раз проходила по озеру. По их оценкам, на «холодном» западном краю Локи Патера магма выходила на поверхность 180-230 земных суток назад, а на «горячем» восточном – около 75 суток назад.
Интересно, что скорость движения горячей волны по северному и южному рукаву лавового озера отличается, и время старта с западного края у них тоже разное. Пока неясно, вызвано ли это различие составом магм или разным количеством газовых пузырьков в разных рукавах.
Следующее затмение Ио Европой ожидается в 2021 году, и авторы надеются повторить свои наблюдения.
Источник: https://www.eurekalert.org/pub_releases/2017-05/uoc--wol050517.php
Оригинальная статья в Nature: http://www.nature.com/nature/journal/v545/n7653/full/nature22339.html
(назван по имени немецкого физика Вильгельма Карла Вернера Вина - W. K. V. Wien 1864-1928) Закон гласит, что длина волны, на которую приходится максимальная интенсивность электромагнитного излучения... [далее]
Сайт разработан и поддерживается лабораторией 801 Института космических исследований Российской академии наук.
Подбор материалов - Н.Санько
Полное или частичное использование размещённых на сайте материалов
возможно только с обязательной ссылкой на сайт Секция Солнечная система Совета РАН по космосу.