За първи път сондата на НАСА „Джуно“ измери температурата под повърхността на най-вулканично активното тяло в Слънчевата система – луната на Юпитер Йо.

Оказа се, че само на няколко метра дълбочина температурата се повишава с повече от 20 градуса по Целзий, а самата повърхност в много райони е изненадващо гладка и покрита с материал, наподобяващ рохка вулканична пепел.

Йо е уникален свят, който Юпитер буквално нагрява отвътре

Гравитацията на газовия гигант и на съседните луни постоянно деформира Йо, предизвиквайки мощно приливно нагряване в недрата му. Именно то захранва стотиците вулкани, които изригват лава и газове.

Досега учените можеха да изучават топлината, излизаща на повърхността на Йо, предимно чрез инфрачервени наблюдения.

Сега за първи път те успяха да надникнат по-дълбоко благодарение на микровълновия радиометър на „Джуно“ (MWR), който може да регистрира топлинно излъчване от подповърхностните слоеве.

По време на две близки прелитания край Йо – на 30 декември 2023 г. и 3 февруари 2024 г. – „Джуно“ премина на около 1500 км от повърхността на луната.

Радиометърът MWR измери топлинното излъчване на дълбочина от няколко сантиметра до няколко десетки метра.

Резултатът се оказа неочакван

В почти всички изследвани райони температурата се увеличаваше с повече от 20 градуса по Целзий още на дълбочина от няколко метра.

Такъв температурен градиент не може да бъде обяснен единствено с нагряването от слънчевата светлина.

„Всяко измерване показа повишаване на температурата с повече от 40 градуса по Фаренхайт на дълбочина от няколко фута – много по-стръмен градиент, отколкото може да се обясни само със слънчевото нагряване“, разказва Шанън Браун от Лабораторията за реактивно движение на НАСА.

Учените разглеждат две възможни обяснения

Вторият вариант е свързан с изстиващи потоци от лава. Под слой от втвърдена кора с дебелина около 9-11 метра може да се съхраняват все още топли лавови потоци.

Според оценките на учените подобни структури покриват около 10% от повърхността на Ио във всеки един момент.

Повърхност като Великите равнини

Новите данни разкриват подробности не само за температурата в недрата, но и за самата повърхност на Йо.

Въпреки многобройните планини и вулкани, огромни участъци от луната се оказаха изненадващо гладки. Някои от тях се простират на 100 км и повече и по своя релеф напомнят Великите равнини в Северна Америка.

В същото време повърхността на Изчисленият фонов топлинен поток е около 1–3 вата на квадратен метър – сравнително малка стойност в локален мащаб, но в глобален мащаб за о това означава отделяне на енергия до 30 пъти по-голяма от средния топлинен поток на Земята.

Йо далеч не навсякъде е твърда скала.

Микровълновите наблюдения показват, че материалът в много от гладките райони има много ниска плътност и по своите свойства прилича повече на пемза или рохка вулканична пепел, отколкото на твърд материал.

Получените данни помагат на учените да разберат по-добре механизма на приливното нагряване, който действа не само на Йо.

Същият фундаментален процес може да поддържа подповърхностните океани на Европа и Ганимед, осигурявайки им енергия и топлина.

Освен това резултатите от „Джуно“ могат да се окажат полезни за изучаването на вулканите на Земята.

Учените предполагат, че микровълнови наблюдения от подобен тип в близост до земни вулкани също биха могли да разкрият температурния градиент под повърхността и да дадат допълнителна информация за движението на топлината в недрата.

Сондата „Джуно“ пристигна при Юпитер през 2016 г. и продължава да изследва газовия гигант и неговите най-големи луни. Данните за подповърхностната температура на Ио бяха получени по време на 57-ото и 58-ото близко прелитане край Юпитер, а резултатите от изследването бяха публикувани през юли 2024 г.