Вулканите на Йо не са където трябва
Последно: 6 май 2013 г. в 20:15
Йо, първият Галилеев спътник на Юпитер, е най-вулканично активното тяло в Слънчевата система – на него има стотици вулкани и някои от тях изхвърлят фонтани от лава на височина над 300 километра. Тази дейност обаче не се концентрира там, където се очаква, ако се вярва на моделите на вътрешното нагряване на луната.
Група изследователи от НАСА и Европейската космическа агенция са стигнали до този извод въз основа на данни от космическите апарати „Вояджър” и „Галилео”. Учените анализирали и показанията на други станции и наземни телескопи.
Йо е буквално като въже, придърпвано от мощния Юпитер и спътниците му Европа и Ганимед. Привличането на последните не е много голямо, но е измерено точно – Йо обикаля планетата два пъти по-бързо от Европа и четири пъти по-бързо от Ганимед. В резултат на гравитационното въздействие на съседните спътници на едни и същи места орбитата на Йо е придобила овална форма. Това на свой ред кара и Йо да се деформира.
Например когато Йо се приближава към Юпитер, гигантската планета изкривява повърхността му, а когато луната се отдалечи, гравитацията отслабва и тя може да въздъхне с облекчение. Такава деформация води до приливно нагряване точно по същия начин, както може да се нагрее участък от тел, като се огъне няколко пъти. Триенето във вътрешната част на спътника става причина за изработване на огромно количество топлина, което предизвиква активен вулканизъм.
Без отговор остава въпросът как точно действа това приливно нагряване във вътрешната част на спътника. Някои учени смятат, че по такъв начин се нагряват най-дълбоките недра, но преобладава мнението, че нагряването става в недълбок слой непосредствено под кората – в астеносферата. Там породите се държат подобно на пластилин, като се деформират бавно под въздействието на топлината и налягането.
„Нашият анализ подкрепя тази гледна точка, но в същото време ние сме открили, че вулканичната дейност е разположена на 30–60° източно от мястото, където очаквахме да я видим“, отбелязва водещият автор Кристъфър Хамилтън от Мерилендския университет и Центъра за космически полети „Годард“ на НАСА.
Хамилтън и колегите му провели пространствен анализ с помощта на нова геоложка карта на Йо, съставена от Дейвид Уилямсън от Аризонския университет. Това е най-пълният опис на вулканите на Йо засега и позволява да се изучи картината на местния вулканизъм в детайли.
Най-близката до Юпитер луна
Йо е най-вътрешният от спътниците на Юпитер и е открит на 7 януари 1610 година от Галилео Галилей, но на този ден средновековният астроном не могъл да го разграничи от друга луна на Юпитер – Европа. На следващия ден успял да го види отделно и 8 януари се смята за датата на откриването на Йо.
Йо дължи яркожълтата си окраска на изхвърляните от вулканите на спътника сяра и серен диоксид. Скорошни свидетелства сочат, че лавата от вулканите на Йо се състои от разтопени силикатни скали.
Вулканичната дейност на Йо е най-голямата в Слънчевата система. Повече от десет вулкана може да изригнат едновременно и да покрият повърхността с километрични потоци лава. Те угасват бързо, но на тяхно място изригват други с още по-голяма интензивност. Кратерите на много от вулканите имат гигантски размери. За милиони години изригванията са покрили повърхността на спътника с дебел слой лава. Това може да обясни защо на Йо отсъстват кратери от удари на астероиди – лавата бързо ги погребва.
Въз основа на сондата „Галилео” учените от НАСА са направили извод, че под повърхността на Йо има гигантски океан от магма с дълбочина 50 километра, богат на желязо и магнезий. Магнитният сигнал, идващ от Йо, се обяснява с факта, че магмата е много добър проводник.
Има хипотеза, че в зората на живот на нашата планета тя е била разтърсвана от същите катаклизми и множество вулкани са изливали лавата си върху повърхността на Земята. Ако това е истина, то вулканичната дейност на Йо дава прекрасна илюстрация как е изглеждала нашата планета в началото на еволюционния си път.
Луната Йо е кръстена на дъщерята на речния бог Инах и любовница на Зевс. Тя била превърната в крава и затворена от Хера под охраната на многоокото чудовище Аргус. В Египет Йо е почитана с името Изида.
Тъй като предполагали, че вулканите са разположени на местата с най-интензивно вътрешно нагряване, учените тествали редица модели на вътрешния строеж на Йо, сравнявайки разположението на вулканите с предсказаните участъци на приливното нагряване.
Каква е причината за изместването на изток? Възможните обяснения са такива: Йо се върти около собствената си ос по-бързо, отколкото си мислим; вътрешният строеж позволява на магмата да изминава значително разстояние от мястото на максималното нагряване към точката, където може да излезе на повърхността; в моделите с приливното нагряване нещо не достига – например приливи в подповърхностния океан от магма.
Магнитометърът на „Галилео“ е открил магнитно поле около Йо, намекващо за съществуването на такъв океан, обхващащ целия спътник. Логично е да се предположи, че магмата провежда електричество и генерира магнитно поле, премествайки се под повърхността на Йо под действието на гравитационните сили на Юпитер в процеса на орбиталното движение.
Приливното нагряване очевидно носи отговорност и за съществуването на океаните от течна вода под ледената покривка на Европа и Енцелад, спътници на Сатурн. Тъй като водата е необходим елемент за съществуването на живот, някои изследователи не изключват там да се намират живи организми – при наличието на подходящ източник на енергия и други необходими за живота вещества. Тези светове са прекалено студени за съществуването на вода в течно състояние на повърхността, затова изучаването на приливното нагряване ще помогне да се разбере по какъв начин то може да осигури живот дори в негостоприемните места на Вселената.
Освен това вулканизмът на Йо е толкова активен, че повърхността на спътника се обновява изцяло на всеки милион години. Затова за писането на историята на тази луна е необходимо доброто познаване на вътрешния й строеж.
„Неочакваното източно придвижване в разполагането на вулканите на Йо намеква, че все още има нещо, което не разбираме – подчертава Хамилтън. – В определен смисъл това е много важно откритие.“
Материалът е публикуван във в. ПРЕСА
