«Юнона» впервые измерила температуру под поверхностью Ио

Ученые впервые заглянули под поверхность Ио — самого вулканически активного тела Солнечной системы — без посадки космического аппарата. Данные зонда «Юнона» показали, что уже на небольшой глубине температура значительно выше, чем на поверхности, а внутреннее тепло спутника поднимается наружу.

Спутник Юпитера Ио считается природной лабораторией для изучения вулканизма. В отличие от Земли, где главным источником внутреннего тепла служит радиоактивный распад, недра спутника разогреваются за счет приливных сил. Во время движения по орбите мощное притяжение Юпитера постоянно деформирует Ио, вызывая трение в ее недрах.

В результате поверхность буквально усеяна действующими вулканами, а выбросы лавы и сернистых газов происходят практически непрерывно. До сих пор ученые могли судить лишь о температуре самого верхнего слоя, который фиксируют с помощью инфракрасных приборов. 

Авторы нового исследования, опубликованного в журнале Journal of Geophysical Research: Planets, использовали данные наблюдений микроволнового радиометра MWR, установленного на борту «Юноны». Во время двух пролетов возле Ио в конце 2023 года и начале 2024-го прибор зарегистрировал естественное микроволновое излучение спутника. Разные длины микроволн позволяют исследовать разные слои поверхности на глубине от сантиметров до нескольких десятков метров. 

Анализ показал, что температура под поверхностью растет много быстрее, чем можно было бы ожидать, если учитывать только нагрев солнечным светом. Во всех изученных областях уже на глубине нескольких метров она превышала поверхностную более чем на 20 градусов Цельсия. То есть значительная часть тепла поступает снизу. 

Чтобы объяснить полученные данные, исследователи рассмотрели два сценария. Согласно первому, энергия относительно равномерно проходит через верхние слои коры, формируя тепловой поток от одного до трех ватт на квадратный метр. По второму сценарию, основной вклад дают многочисленные горячие участки — молодые лавовые потоки или вулканические очаги, скрытые под затвердевшей коркой толщиной около 10 метров. Такие области, по оценкам, могут занимать примерно десятую часть поверхности Ио. 

Не менее интересной была и структура самой поверхности. По характеру отражения микроволн выяснилось, что на расстояниях порядка сотни километров она сильно ровнее, чем можно предположить по снимкам с орбиты. Кроме того, верхний слой обладает необычно низкой плотностью — скорее, как у пемзы или рыхлого вулканического пепла, нежели у сплошной вулканической породы.

Результаты важны не только для понимания природы Ио. Микроволновые наблюдения открывают возможность изучать скрытое распределение тепла в недрах других планет и спутников. В перспективе подобные методы могут найти применение и при исследовании вулканических районов на Земле.

Источник: Naked Science