Sebbene le missioni spaziali Voyager e Galileo osservassero prove di attività vulcanica su Io, era un debole pennacchio blu ai margini dell'arto di Io in un'immagine altamente potenziata di Voyager che per prima offriva prove della turbolenta natura della luna.
Ti piace un astronomo poltrona? Un gruppo di ricercatori californiani ha fatto un passo avanti monitorando le intense eruzioni vulcaniche sulla più strana luna di Giove, l'Io, comodamente da casa.
Io, la più interna delle quattro lune più grandi intorno a Giove, o le lune galileiane, è l'oggetto più vulcanicamente attivo nel Sistema Solare con più di 400 vulcani attivi che sputano pennacchi di zolfo e anidride solforosa. Gli scienziati pensano che un tiro alla fune gravitazionale con Giove sia una delle cause dell'intenso vulcanismo di Io. I ricercatori sottolineano che la maggior parte dei processi non è ben compresa. Mentre le eruzioni di Io non possono essere viste direttamente dalla Terra, un team guidato da Frank Marchis, un ricercatore del Carl Sagan Center dell'Istituto SETI ha inventato una combinazione unica di array di telescopi terrestri e immagini d'archivio del Voyager e Sonde Galileo, secondo un comunicato stampa. Il team ha annunciato i loro risultati alla riunione della Divisione di scienze planetarie del 2012 di Reno, in Nevada, oggi.
"Dalla nostra prima osservazione di Io nel 2001 utilizzando il telescopio da 10 m W. M. Keck II dalla cima di Mauna Kea alle Hawaii e il suo sistema AO (ottica adattiva), il nostro gruppo è diventato molto entusiasta della tecnologia", afferma Marchis. “Abbiamo anche iniziato a utilizzare AO al Very Large Telescope in Cile e al Gemini North Telescope alle Hawaii. La tecnologia è migliorata nel corso degli anni e la qualità dell'immagine e l'utilità di questi strumenti complessi li ha resi parte della suite di strumenti essenziali per i grandi telescopi. "
Un debole pennacchio blu su un'immagine granulosa e molto migliorata di Voyager 1 ha accennato per la prima volta alla natura dinamica di Io. Le telecamere di Voyager mostravano un bizzarro terreno di campi vulcanici, punti scuri e pennacchi attivi. Gli scienziati l'hanno soprannominata la "Pizza Moon". La sonda Galileo della NASA ha osservato più di 160 vulcani attivi in varie fasi dell'eruzione durante il suo giro circolare nel più grande pianeta del sistema solare.
Ma le immagini cristalline di Galileo sono cessate nel 2003. Osservare un oggetto delle dimensioni di una Luna a una distanza incredibile da Giove dalla Terra è una sfida a causa della sfocatura causata dall'atmosfera vibrante della Terra. Dal 2001, tutti i grandi telescopi da 8 a 10 metri sono stati dotati di ottica adattiva che corregge quella sfocatura. Dal 2003 Marchis e il suo team hanno raccolto circa 40 cicli di osservazioni di Io nell'infrarosso vicino, mostrando dettagli piccoli quanto 100 chilometri, o 60 miglia, sulla superficie della luna.
Osservazioni di diverse eruzioni luminose e giovani rilevate a brevi lunghezze d'onda (~ 2,1 micron) nella parte superiore e lunghezze d'onda più lunghe (~ 3,2 micron) nella parte inferiore dal 2004 utilizzando il telescopio W. Keck da 10 metri (maggio 2004, agosto 2007, settembre 2007 , Luglio 2009), il telescopio Gemini North da 8 metri (agosto 2007) e il telescopio ESO VLT-Yepun da 8 metri (febbraio 2007), tutti con i loro sistemi di ottica adattiva. La firma termica dell'esplosione di Tvashtar può essere vista vicino al polo nord su immagini raccolte nel 2007. Una nuova eruzione su Pillan Patera è stata vista nell'agosto 2007. Una giovane e luminosa eruzione è stata rilevata su Loki Patera nel luglio 2009. Questa è l'ultima eruzione luminosa che è stata rilevata nel nostro sondaggio; da allora, l'attività vulcanica di Io è stata quiescente. Credito: F. Marchis
"I veicoli spaziali sono stati in grado di catturare solo fugaci scorci dei vulcani di Io, Voyager per alcuni mesi, Galileo alcuni anni e New Horizons pochi giorni. Le osservazioni a terra, d'altro canto, possono continuare a monitorare i vulcani di Io su lunghe scale temporali. Più telescopi guardano Io, migliore è la copertura temporale che possiamo ottenere. " Ha detto Julie Rathbun della Redlands University, una scienziata planetaria non direttamente coinvolta in questo studio ma che ha condotto il monitoraggio di Io con il telescopio IRTF da 3 metri della NASA per più di 15 anni. “Le osservazioni AO da telescopi di classe 8-10m sono un notevole miglioramento della risoluzione spaziale rispetto alle precedenti osservazioni terrestri. Presto non saranno solo il nostro unico modo per monitorare i vulcani di Io, ma il modo migliore. Dovremmo fare queste osservazioni più spesso. "
Simulazione di osservazioni di Io usando il telescopio W. Keck e il suo attuale sistema AO, un sistema AO di prossima generazione montato sul telescopio W. Keck (KNGAO) e il Thirty Meter Telescope (TMT) equipaggiato con il suo sistema AO (NFIRAOS) . La risoluzione spaziale al centro di Io fornita da questi sistemi AO è rispettivamente di 140 km, 110 km e 35 km nella banda H (1,6 micron). Due giovani centri eruttivi etichettati A e B possono essere rilevati solo sulle osservazioni TMT. Lo strumento KNGAO ha rilevato l'eruzione più luminosa etichettata A. Marchis
Secondo il team, le osservazioni rivelano una serie di eruzioni giovani ed energiche chiamate esplosioni. Questi eventi si distinguono per indicare un'alta temperatura di eruzione. Per coincidenza, il team ha osservato il risveglio del vulcano Tvashtar mentre New Horizons ha superato Giove mentre si recava a Plutone. L'eruzione è durata da aprile 2006 a settembre 2007. Osservazioni precedenti di Galileo mostrano un modello di eruzione simile nel 1999 della durata di 15 mesi.
"L'episodicità di questi vulcani indica una regolare ricarica delle camere di stoccaggio del magma", ha detto Ashley Davies, vulcanologo del Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, e un membro dello studio. "Questo ci permetterà di modellare il processo di eruzione e capire come il calore viene rimosso dal profondo interiore di Io da questo particolare stile di attività vulcanica".
Il team ha scoperto altre quattro eruzioni, tra cui un vulcano attivo non osservato in precedenza nel 2004. La nuova sporadica esplosione rappresentava circa il 10 percento della potenza termica media di Io, secondo Marchis. L'esplosione è stata più energica di Tvashtar nel 2001. Mentre il team continua a studiare Io, hanno notato che da settembre 2010, la luna follemente attiva è stata per lo più silenziosa. Una dozzina di eruzioni permanenti a bassa temperatura punteggiano il globo, ma il team non ha rilevato le giovani eruzioni in stile fontana di fuoco viste prima.
"Il prossimo grande salto nel campo dell'astronomia planetaria è l'arrivo dei telescopi a specchio segmentato gigante, come il Thirty Meter Telescope, che dovrebbe essere disponibile nel 2021. Fornirà una risoluzione spaziale di 35 km nel vicino infrarosso, equivalente a la risoluzione spaziale delle osservazioni globali prese dal veicolo spaziale Galileo. Se puntati su Io, questi telescopi offriranno l'equivalente di un volo spaziale del satellite ”, ha detto Marchis.
Fonte: SETI
