Чудовищное извержение на Ио! Часть 1.

на основе статьи в "Вестнике Обсерватории Гемини", 

Katherine de Kleer,

октябрь 2014 года 

Впервые это извержение заметили на данных телескопов Кек. Вулканический взрыв на Ио был настолько мощен, что его даже классифицируют как одно из самых мощных событий подобного рода во всей Солнечной Системе! Вот это да!! Чтобы проследить за тем, как развивается это извержение, решили задействовать Северный Близнец, а также инфракрасный телескоп NASA, что на Гавайях. Результаты исследований представляют собой совершенно новый взгляд на то, насколько частыми и насколько мощными могут быть подобные взрывы! (Пресс-релиз Гемини здесь).

Камера Ближнего ИК-диапазона Гемини (NIRI) получила снимки одного из самых ярких и мощных извержений на спутнике Юпитера Ио. Температура и масштаб этих событий возвращают нас в доисторические эпохи жизни Земли. Два мощнейших извержения на протяжении всего одной недели говорят нам  о том, что частота подобных событий на Ио была нами сильно преуменьшена.

Вулканизм в Солнечной Системе.

В ранней истории Солнечной Системы внутренности всех планет были гораздо горячее, чем сейчас. Тепло внутри планет производилось скоплениями и перемещениями материи вместе с радиоактивным распадом короткоживущих тяжелых элементов.

В это время вулканическая активность была бурной и практически повсеместной на всей поверхности планет земного типа и даже на меньших телах, о чем свидетельствуют многочисленные следы, которые мы наблюдаем на них сегодня. С течением времени, тела охлаждались, и вулканизм там постепенно сошел на нет, а на больших планетах сильно потерял в интенсивности.

Исключение из этого правила - Ио, спутник Юпитера. Там до сих пор действуют сотни вулканов, хотя площадь ее поверхности меньше Азии. Мощь и яркость этих извержений, как мы наблюдаем с Земли, затмевает собой все остальное. Эти взрывы создают на Ио целые фонтаны серы, выбрасывая ее на сотни километров вверх.

Вулканизм Ио постоянно накачивается приливными силами со стороны Юпитера. Ио попал в орбитальный резонанс с Европой и Ганимедом, и это значит, что он повторяет ту же взаимную конфигурацию с ними постоянно в одних и тех же точках своей орбиты. Такая конфигурация приводит к согласованному гравитационному взаимодействию с их стороны на Ио, которое заставляет спутник слегка менять свою орбиту, одновременно деформируя его внешнюю оболочку, и вызывая интенсивное трение внутренних слоев, разогревая и питая его вулканическую активность. 

Хотя Ио - единственный спутник с действующими вулканами в системе Юпитера, сходный механизм разогревает внутренности Европы и Ганимеда до таких температур, которые вполне допускают наличие теплого океана под толстым слоем льда. Поэтому даже несмотря на то, что процесс нагревания на этих спутниках скрыт от нас, изучение механизмов появления тепла на Ио даст возможность понять историю формирования их океанов.

Наблюдения вулканов с вулкана

В ночь на 15 августа 2014 года Имке де Патер (Imke de Pater ) из Беркли, Калифорния, участница нашей команды, работавшая на телескопе Кек на вершине потухшего вулкана Мауна Кеа, занималась изучением атмосферы Урана. После окончания этих работ, Имке решила сделать еще снимки Ио, чтобы подготовиться к следующей программе наблюдений, которую мы планировали проводить на телескопах Северный Близнец и инфракрасном телескопе NASA IRTF. 

Снимки Кека выявили пару невероятно ярких извержений недалеко от южного полюса Ио. Эти события попадают в редкий класс "вспыхивающих" вулканов Ио и представляют собой самую горячую и энергичную вулканическую активность этой луны Юпитера. Обычно такие вспышки появляются раз в год или в два года. Для наблюдения последствий этих вспышек в следующие ночи было тут же выделено наблюдательное время из резерва директората обсерватории. 

Последующие наблюдения на Северном Близнеце и IRTF показали нечто совершенно неожиданное и невероятное - третье извержение, расположенное далеко от первых двух. И сила этого извержения была больше, чем оба предыдущих вместе взятые! 

Снимок 1 показывает первые два извержения, снятые на телескопе Кек на разных длинах волн, вместе с третьим извержением, зафиксированным Северным Близнецом 29 августа.

В следующие недели каждую ночь Близнец делал последовательные снимки, чтобы проследить за дальнейшим развитием третьего извержения (снимок 2). Эти снимки, сочетавшие адаптивную оптику Северного Близнеца и чувствительность IRTF к волнам инфракрасного диапазона, обеспечили отличное покрытие всего этого редкого события наблюдениями.

(продолжение следует)