NASA’nın Juno’su Jüpiter’in Volkanik Uydusu Io’nun Ateş Püskürten Göllerini Ortaya Çıkardı

Juno uzay aracından gelen kızılötesi görüntüler, gezegenin iç işleyişine ilişkin tartışmaları alevlendiriyor Jüpiter‘nin en sıcak ayı.

NASAJIRAM aletini kullanan Juno sondası, Jüpiter’in uydusu Io’daki volkanik aktiviteye dair ayrıntılı bilgiler ortaya çıkararak yaygın lav göllerini ve dinamik volkanik süreçleri ortaya çıkardı. Tarihsel ve yakın tarihli görevler, Juno’nun yakın uçuşlarının bu özellikleri benzeri görülmemiş bir ayrıntıyla haritalayan yüksek çözünürlüklü kızılötesi görüntüler sağlamasıyla, Io’nun güneş sistemindeki en volkanik olarak aktif dünya olduğu anlayışımızı şekillendirdi.

Jüpiter’in uydusu Io’daki lav göllerinin ne kadar yaygın olduğuna dair daha eksiksiz bir resim, NASA’nın Juno sondasının yeni bulgularıyla sağlandı. Ayrıca, orada işleyen volkanik süreçlere dair ilk kez içgörüler de içeriyor. Bu sonuçlar, İtalyan Uzay Ajansı’nın katkılarıyla kızılötesi ışıkta “görebilen” Juno’nun Jüpiter Kızılötesi Auroral Haritalayıcısı (JIRAM) cihazının nezaketiyle geliyor. Araştırmacılar yakın zamanda bir makale yayınladılar İletişim Dünya ve Çevre Juno’nun son volkanik keşifleri hakkında.

Io, Galileo Galilei’nin Dünya’nın Ay’ından biraz daha büyük olan Jüpiter uydusunu ilk keşfettiği 1610 yılından beri gökbilimcilerin ilgisini çekmektedir. Yaklaşık 369 yıl sonra, NASA’nın Voyager 1 uzay aracı Ay’da bir volkanik patlamayı görüntüledi. (Aşağıdaki resme bakın.) Jüpiter’e sonraki görevlerdaha fazla Io uçuşuyla, ek tüyler keşfetti — ayrıca lav gölleri. Bilim insanları artık komşu uydular ve devasa Jüpiter’in kendisi tarafından bir akordeon gibi gerilip sıkıştırılan Io’nun güneş sistemindeki en volkanik olarak aktif dünya olduğuna inanıyor. Ancak ayın yüzeyindeki volkanik patlamaların türleri hakkında birçok teori olmasına rağmen, çok az destekleyici veri mevcut.

Jüpiter’in uydusu Io’daki (uç kısım yakınındaki koyu çeşme benzeri özellik) volkanik patlamanın bu fotoğrafı, Voyager 1’in Jüpiter’e en yakın yaklaşmasından yaklaşık 12 saat önce, 4 Mart 1979’da çekildi. Bu ve beraberindeki fotoğraf, güneş sistemindeki başka bir gövdede gözlemlenen ilk aktif volkanik patlamanın kanıtını sunuyor. 310.000 mil (499.000 kilometre) mesafeden çekilen bu fotoğraf, yüzeyden 60 milden (100 kilometre) daha yüksekte yükselen, aktif bir patlama tarafından üretilen bir madde bulutu olan tüy benzeri bir yapıyı gösteriyor. Kaynak: NASA/JPL

Juno’nun Io’ya Yakın Çekim Görünümü

Juno, hem Mayıs hem de Ekim 2023’te Io’nun yanından uçtu ve sırasıyla yaklaşık 21.700 mil (35.000 kilometre) ve 8.100 mil (13.000 kilometre) yaklaştı. Juno’nun büyüleyici aya iyi bir bakış atan aletleri arasında JIRAM da vardı.

Jüpiter’in derinliklerinden gelen kızılötesi ışığı (insan gözüyle görülemeyen) yakalamak için tasarlanan JIRAM, gaz devinin bulut tepelerinin 30 ila 45 mil (50 ila 70 kilometre) altına kadar hava katmanını araştırıyor. Ancak Juno’nun genişletilmiş görevi sırasında, görev ekibi ayrıca aracı Io uydularını incelemek için de kullandı. AvrupaGanymede ve Callisto. JIRAM Io görüntüleri, çok sayıda sıcak noktanın tabanlarını çevreleyen parlak halkaların varlığını gösterdi.

“JIRAM’ın kızılötesi görüntülerinin yüksek mekansal çözünürlüğü, Juno’nun yakın geçişler sırasındaki elverişli konumuyla birleştiğinde, Io’nun tüm yüzeyinin kaldera benzeri özellikler içeren lav gölleriyle kaplı olduğunu ortaya koydu,” dedi Roma’daki Ulusal Astrofizik Enstitüsü’nden Juno eş araştırmacısı Alessandro Mura. “En eksiksiz verilere sahip olduğumuz Io’nun yüzey bölgesinde, yaklaşık %3’ünün bu erimiş lav göllerinden biriyle kaplı olduğunu tahmin ediyoruz.” (Bir kaldera, bir volkan patladığında ve çöktüğünde oluşan büyük bir çöküntüdür.)

Bu çizim NASA’nın Juno uzay aracının Jüpiter’in güney kutbunun üzerinde uçmasını tasvir ediyor. Kaynak: NASA/JPL-Caltech

Ateş Püskürten Göller

JIRAM’ın Io uçuş verileri yalnızca ayın bol lav rezervlerini vurgulamakla kalmıyor, aynı zamanda yüzeyin altında neler olup bittiğine dair bir bakış açısı da sağlıyor. Birkaç Io lav gölünün kızılötesi görüntüleri, lav gölünün çoğunu kaplayan merkezi kabuk ile gölün duvarları arasındaki sınırda ince bir lav çemberi gösteriyor. Eriyik geri dönüşümü, gölün kenarında ve ötesinde lav akışlarının olmamasıyla ima ediliyor ve bu da lav göllerine püsküren eriyik ile yeraltı sistemine geri dönen eriyik arasında bir denge olduğunu gösteriyor.

Mura, “Artık Io’daki en sık görülen volkanizma türünün ne olduğuna dair bir fikrimiz var: magmanın yukarı aşağı hareket ettiği devasa lav gölleri,” dedi. “Lav kabuğu gölün duvarlarına çarparak kırılmaya zorlanıyor ve Hawaii lav göllerinde görülen tipik lav halkasını oluşturuyor. Duvarlar muhtemelen yüzlerce metre yüksekliğinde, bu da magmanın genellikle paterae’den -volkanizma tarafından oluşturulan kase şeklindeki özellikler- dışarı aktığının ve ayın yüzeyinde hareket ettiğinin neden gözlemlenmediğini açıklıyor.”

JIRAM verileri, bu Io sıcak noktalarının yüzeyinin çoğunun, magmanın merkezi yükselmesi nedeniyle tek bir bitişik yüzey olarak döngüsel olarak yukarı ve aşağı hareket eden kayalık bir kabuktan oluştuğunu ileri sürmektedir. Bu hipotezde, kabuk gölün duvarlarına değdiği için sürtünme kaymasını önleyerek deforme olmasına ve sonunda kırılmasına neden olarak yüzeyin hemen altındaki lavı açığa çıkarmaktadır.

Alternatif bir hipotez ise şu şekilde: Gölün ortasında magma yükseliyor, yayılıyor ve gölün kenarı boyunca çöken bir kabuk oluşturuyor, lavlar açığa çıkıyor.

Juno’nun Sürekli Araştırmaları

San Antonio’daki Southwest Araştırma Enstitüsü’nde Juno’nun baş araştırmacısı Scott Bolton, “Aralık 2023 ve Şubat 2024’te Io’nun yakın geçişlerinden elde edilen JIRAM sonuçlarını incelemeye yeni başlıyoruz,” dedi. “Gözlemler, Io’nun volkanik süreçleri hakkında büyüleyici yeni bilgiler gösteriyor. Bu yeni sonuçları Juno’nun Io’nun daha önce hiç görülmemiş kuzey ve güney kutuplarındaki volkanları izlemek ve haritalamak için yürüttüğü uzun vadeli kampanyayla birleştirdiğimizde, JIRAM bu işkence görmüş dünyanın nasıl çalıştığını öğrenmek için en değerli araçlardan biri haline geliyor.”

Juno, 13 Haziran’da Jüpiter’in 62. yakın geçişini gerçekleştirdi. Bu uçuş, Io’nun yaklaşık 18.175 mil (29.250 kilometre) yükseklikteki yakın geçişini de içeriyordu. Gaz devinin 63. yakın geçişi 16 Temmuz’da planlanıyor.

Kaynak: Alessandro Mura, Federico Tosi, Francesca Zambon, Rosaly MC Lopes, Peter J. Mouginis-Mark, Heidi Becker, Gianrico Filacchione, Alessandra Migliorini, Candice tarafından hazırlanan “Juno/JIRAM tarafından gözlemlenen Io’daki sıcak halkalar”. J. Hansen, Alberto Adriani, Francesca Altieri, Scott Bolton, Andrea Cicchetti, Elisa Di Mico, Davide Grassi, Raffaella Noschese, Alessandro Moirano, Madeline Pettine, Giuseppe Piccioni, Christina Plainaki, Julie Rathbun, Roberto Sordini ve Giuseppe Sindoni, 20 Haziran 2024 , İletişim Dünya ve Çevre.
DOI: 10.1038/s43247-024-01486-5

Juno Misyonu hakkında daha fazlası

NASA’nın New Frontiers programının bir parçası olarak başlattığı Juno görevi, 5 Ağustos 2011’de Jüpiter’e doğru fırlatıldı ve 4 Temmuz 2016’da yörüngesine başarıyla girdi. Görevin temel hedefleri, Jüpiter’in atmosferini, manyetik ortamını ve iç yapısını keşfederek gezegenin kökenleri ve auroralar gibi atmosferik olayları hakkında ipuçları toplamaktır. Juno, Jüpiter’in kutuptan kutba yörüngesinde döner ve yoğun radyasyona karşı korumalı aletlerle donatılmış olup benzeri görülmemiş görüntüler ve veri toplama olanağı sağlar. Uzay aracının Jüpiter’in yer çekimi ve manyetik alanları hakkındaki ayrıntılı çalışmaları, gaz devi ve uyduları hakkındaki bilgimizin sınırlarını zorlamaya devam eden genişletilmiş görevlere yol açan derin içgörüler sağlamıştır.