Спутник Юпитера Ио может быть в сотни раз горячее, чем предполагалось ранее

Долгие годы астрономы пытались понять внутреннее строение Ио — спутника Юпитера и самого вулканически активного тела в Солнечной системе. Одна из ведущих гипотез предполагала, что под его корой скрывается глобальный, расплавленный океан магмы. Ключом к разгадке должно было стать распределение тепла, излучаемого поверхностью в инфракрасном диапазоне. Однако, как выяснилось, прежние методы оценки этого тепла были подобны попытке измерить яркость костра, глядя лишь на языки пламени и игнорируя тлеющие угли.

Интересные факты о Юпитере — самой большой планете Солнечной системы

Группа исследователей под руководством Федерико Този из Национального института астрофизики в Италии, перепроверяя данные с прибора JIRAM на борту аппарата «Юнона» (Juno), выявила несоответствия. Получавшиеся значения теплового потока были подозрительно низкими и не соответствовали физическим характеристикам известных лавовых озер. Оказалось, что дело в специфике наблюдений: до сих пор ученые в значительной степени полагались на данные в так называемом М-диапазоне инфракрасного света. Этот диапазон прекрасно выявляет самые раскаленные вулканические области Ио, но практически игнорирует более холодных, хотя и гораздо более обширных частей. 

Пересмотрев свой подход, ученые обнаружили, что большинство вулканов Ио устроены не как равномерно горячие котлы, а имеют специфическую структуру: яркое горячее кольцо по краям и более прохладную, твердую корку в центре. Именно эта центральная часть, хоть и не такая яркая в М-диапазоне, покрывает огромную площадь и, как выяснилось, является источником колоссального количества тепла. Когда исследователи учли этот «скрытый» компонент, реальный тепловой поток оказался в сотни раз выше показателей, рассчитанных ранее. Результаты также показывают, что около половины тепла, излучаемого Ио, поступает всего от 17 из 266 известных вулканических источников на Луне.

Это открытие ставит под сомнение теорию о глобальном магматическом океане под поверхностью Ио. Концентрация тепла всего в нескольких десятках точечных источников, а не его равномерное распределение по всему спутнику, говорит в пользу иного механизма вулканизма. При этом Този подчеркивает, что их исследование не опровергает существование такого океана окончательно — оно лишь демонстрирует, что подтвердить или опровергнуть его наличие с помощью наблюдений в М-диапазоне невозможно. Ученые призывают к осторожности в интерпретации данных и признанию их естественных ограничений.

Однако в ближайшем будущем, вероятно, не получится вновь столь же пристально взглянуть на Ио. Как пояснил Този, уникальные сближения «Юноны» со спутником в 2023 и 2024 годах были самыми детальными в истории, но дальнейшая траектория движения аппарата не позволит повторить этот успех. Предстоящие аппараты, которые прибудут к системе Юпитера, такие как «JUICE» (ЕКА) и «Europa Clipper» (NASA), будут сфокусированы на других спутниках — Ганимеде и Европе, поэтому не смогут обеспечить сопоставимое разрешение при наблюдении за Ио. Результаты работы ученых могут стать основой для более точной интерпретации наблюдений Ио даже с отдаленных космических аппаратов.

Ранее исследователи с помощью нескольких теорий объяснили, как могли сформироваться крупнейшие спутники Юпитера — так называемые Галилеевы луны.