Пятница, 18.08.2017
Космическая погода на текущий час
Вход в систему не произведен
 Войти /  Регистрация

Секция Совета РАН по космосу

< Ученые объяснили появление молекулярного кислорода на кометах
12.05.2017 23:44 Давность: 97 days
Категория: Системы планет гигантов, Юпитер
Количество просмотров: 531

О волнах лавы в крупнейшей вулканической кальдере Ио



Затмение Европой крупнейшего вулкана Ио Локи Патера позволило составить подробную тепловую карту лавового озера, находящегося в вулканической кальдере. Соответствующее исследование было опубликовано 11 мая в журнале Nature.


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. 

Температура поверхности лавового озера Патера Локи (слева) и возраст корки на его поверхности (справа). Самая высокая температура зафиксирована на восточном краю озера в точке 3, именно там лава изливалась на поверхность относительно недавно (примерно 2.5 месяца назад).

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


Комментарии

Комментарии

Вход в систему

Введите имя пользователя и пароль для входа в систему:
Вход в систему

Забыли пароль?

Аналемма

(от названия опорных стен в античном театре) Аналеммой называется кривая, которую описывает Солнце на небе в течение года, если фиксировать его положение ежедневно в... [далее]

Rambler's Top100