Az Io hold mélyén nem található magmaóceán | National Geographic

Az Io, a Jupiter egyik lenyűgöző holdja, a Naprendszer legaktívabb vulkáni égitesteként tartja számon magát. Legújabb kutatások révén most felfedték, hogyan alakulhatott ki ez a különös jelenség.

Io, a Jupiter legnagyobb holdja, méretét tekintve hasonlít a mi Holdunkhoz, de felszíne egészen különleges. Sebhelyekkel tarkított, aktív vulkánkitörésekkel ékesített tájait a Voyager-1 űrszonda tette híressé 1979-es átrepülése során, amikor Linda Morabito, a NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) kutatója, felfedezte a vulkánkitörések nyomait az űrszonda által készített fényképeken. Azóta azonban továbbra is kérdés maradt, hogy pontosan mi történik Io belsejében, és milyen titkokat rejteget a hold mélye.

Már régóta egyértelmű, hogy a vulkánkitörések hőforrását az árapályfűtés biztosítja, azonban ez csupán a kérdések jéghegyének csúcsa. Scott Bolton, a Juno űrszonda tudományos vezetője így fogalmazott: "Morabito óta a bolygókutatók folyamatosan újra és újra feltették a kérdést: hogyan is táplálják a vulkánokat a mélyben rejtőző magma?" Kérdései között szerepel, hogy vajon egy sekély magmaóceán izzik-e a földkéreg alatt, vagy a vulkánok saját helyi magmaforrásokkal rendelkeznek? A Juno űrszonda két rendkívül közel zajló átrepülése során szerzett adatok ígéretesnek tűnnek a válaszok megtalálásához.

A Juno űrszonda 2023 decemberében és 2024 februárjában lenyűgöző 1500 kilométeres magasságban szelte át Io bolygó felszínét. E különleges esemény során a szonda folyamatosan kapcsolatban állt a Deep Space Network antennájával, lehetővé téve a rádiójelek útjának idejének nyomon követését. Ebből a fontos adatból a kutatók képesek voltak kiszámítani a szonda gyorsulását, amelynek mértékét az Io gravitációja határozta meg. Ezekre a számításokra épül az a friss kutatási eredmény, amely a Nature tudományos folyóiratban jelent meg, és amelyet a NASA is bejelentett. A kutatás nemcsak az égitest mozgásának mechanikáját, hanem az árapályfűtés működésének rejtelmeit is feltárta.

Io, a Jupiter legnagyobb holdja, rendkívül szoros kapcsolatban áll a hatalmas bolygóval, keringése mindössze 42,5 órát vesz igénybe. Elliptikus pályájának köszönhetően a távolság folyamatosan változik, ami miatt a Jupiter gravitációs vonzása is ingadozik. Ez a dinamikus kölcsönhatás jelentős hatással van a hold belső szerkezetére, és a gravitációs erők feszültséget generálnak, ami árapályfűtést eredményez. Ennek következtében a hold belső rétegeiben súrlódás lép fel, amely hőtermelést idéz elő, így Io a Naprendszer egyik legaktívabb geológiai helyszínévé válik.

Ez a folyamat hatalmas energiákat mozgósít, így Io belső szerkezetének bizonyos részei megolvadnak. A gravitációs jelek, amelyeket a szonda átrepülése során rögzítettek, valamint a korábbi űrszondák adatai és a földi megfigyelések információi révén kideríthetjük, hogy milyen deformációk hatnak Io belsejére. Ez a deformációs mintázat pedig meghatározza, hogy a vulkánokat tápláló kőzetolvadék-réteg globális kiterjedésű, vagy csupán helyi jelenség.

A mérések során az Io, a Jupiter egyik legérdekesebb holdja, 650 millió, illetve 750 millió kilométer távolságra helyezkedett el tőlünk, miközben a Juno űrszonda másodpercenként több tíz kilométeres sebességgel haladt. Ennek ellenére a kutatócsoport hihetetlen precizitással volt képes észlelni a Juno sebességében bekövetkező apró, másodpercenként 20-30 mikrométeres (ami körülbelül az emberi hajszál vastagságának negyedét teszi ki) eltéréseket. Ez a teljesítmény valóban lenyűgöző példa a modern technológia csodáira!

A felfedezés azonban további gondolatokat is ébreszt a szakemberekben. Nemcsak az Io mélyére hat az árapályfűtés, hanem számos más égitestére is a Naprendszerben, gondoljunk az olyan jeges holdakra, mint a szintén a Jupiter körül keringő Europa, vagy a Szaturnusz kísérője, az Enceladus. Ugyanez igaz persze számtalan exobolygóra, s azok holdjaira is. Ha az egyébként igen erős árapályfűtés nem hozott létre globális magmaóceánt az Io mélyén, vajon mennyire képes ezeknek az égitesteknek a mélyén a kőzeteket vagy a jeget olvadt állapotban tartani?