Volkanlar Jüpiter uydusunun iç ısısını ortaya çıkarmaya yardımcı olabilir

Güneş Sistemi’ndeki en aktif volkanik yer olan Jüpiter’in uydusu Io’nun cehennemi andıran manzarasına bakan Cornell gökbilimcileri, gezegen oluşumu ve evrimindeki temel bir süreci, yani gelgit ısınmasını incelemeyi başardılar.

“Gelgitsel ısınma, gök cisimlerinin ısınmasında ve yörüngesel evriminde önemli bir rol oynar,” diyor Sanat ve Bilim Fakültesi’nde Jennifer ve Albert Sohn Astronomi Profesörü olan Alex Hayes ’03, M.Eng. ’04. “Jüpiter ve Satürn gibi dev gezegenlerin etrafındaki uydularda yüzey altı okyanuslarının oluşması ve sürdürülmesi için gerekli olan sıcaklığı sağlar.”

“Io’nun volkanlarının zorlu coğrafyasını incelemek aslında bilim insanlarına yaşam arayışında ilham veriyor,” diyor baş yazar ve astronomi alanında doktora öğrencisi (Lisansüstü Okul).

NASA’nın Juno uzay aracından alınan yakın geçiş verilerini inceleyen gökbilimciler, Io’nun kutuplarında, magma iç kısmında sürtünmeye neden olan gelgit ısınmasını düzenlemeye yardımcı olabilecek aktif volkanlar bulunduğunu keşfettiler.

Pettine, “Io’daki volkanların desenini ve ürettikleri ısı akışını, teorik modellerden beklediğimiz ısı akışıyla eşleştirmeye çalışıyorum” dedi, “Io’daki Volkanik Akışın JIRAM Gözlemleri: Dağılım ve Gelgit Isı Akışı Modelleriyle Karşılaştırma” adlı yeni araştırma hakkında. yayınlandı 7 Eylül’de Jeofizik Araştırma Mektupları.

Pettine’e, Astronomi Bölümü’nde (A&S) kıdemli araştırma görevlisi olan ortak yazar Julie Rathbun ’99 ve Hayes danışmanlık yapıyor.

Jüpiter’in 95 uydusu vardır ve Galileo’nun 1610’da bir teleskopla keşfettiği Io—Dünya’nın uydusuyla hemen hemen aynı boyutta—ateşli, vahşi bir yerdir. Jüpiter’e yakın bir yörüngede döner ve yaklaşık 400 aktif yanardağa sahiptir.

“Jüpiter’in yerçekimi inanılmaz derecede güçlü,” dedi Pettine. “Büyük gezegenin diğer uydularıyla olan yerçekimi etkileşimlerini göz önünde bulundurduğumuzda, Io sürekli olarak zorbalığa uğruyor, geriliyor ve buruşuyor. Bu gelgitsel deformasyonla, uydunun içinde çok fazla iç ısı oluşuyor.”

Küresel harmonik ayrıştırma adı verilen matematiksel bir denklem kullanarak, yuvarlak nesneleri anlamanın bir yolu olan Pettine, Juno’nun uçuş haritalarını karmaşık volkanik yüzey desenleri oluşturmak için parçalara ayırdı. Çalışmasını teoriyle eşleştirerek, daha yaygın ekvator bölgelerinin aksine, Io’nun kutuplarında şaşırtıcı sayıda aktif volkan buldu.

“Bu tek makaleyle gelgit ısınmasını çözmüyorum,” dedi Pettine. “Ancak, dış güneş sistemindeki buzlu uyduları, Jüpiter’in Europa’sı veya Satürn’ün Titan ve Enceladus’u gibi diğer uyduları düşünürseniz, eğer güneş sisteminde yaşam bulacağımız yerler bunlar olacak, bu yerlerden biri.”

Pettine, buzlu uydulardaki iç sıvı su okyanuslarının gelgitsel ısınma sayesinde sıvı halde tutulabileceğini söyledi.

“Isının nasıl üretildiğini bilmemiz gerekiyor,” dedi. “Volkanik bir dünyada gelgitsel ısınmayı incelemek, ısıyı örten kilometrelerce kalınlıktaki bir buz kabuğunun içinden bakmaktan daha kolaydır.”

Pettine, Io’nun volkanlarını incelemek için 11 uçuştan Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM) görüntüleyicisini kullandı. Bilim insanları her iki kutup bölgesinin de aktif volkanlara sahip olduğunu buldu. Kuzeyde, dört volkandan oluşan bir küme—Asis, Zal, Tonatiuh, bir isimsiz ve Loki adında bağımsız bir volkan—uzun bir uzay görevi ve yer tabanlı gözlem geçmişine sahip oldukça aktif ve kalıcıydı. Güneydeki bir grup olan Kanehekili, Uta ve Laki-Oi volkanları güçlü bir aktivite gösterdi.

Uzun ömürlü kuzey volkanlarının dörtlüsü aynı anda parlaklaştı ve birbirlerine tepki veriyor gibi göründü. Pettine, “Hepsi parlaklaştı ve sonra benzer bir hızda söndü,” dedi. “Volkanları görmek ve birbirlerine nasıl tepki verdiklerini görmek ilginç.”

Bu makalenin ortak yazarları Pettine, Rathbun ve Hayes’e ek olarak Samara Imbeah ’21; Jet Propulsion Laboratuvarı’ndan ve Cornell’de yardımcı astronomi profesörü olan Rosaly MC Lopes; Cornell araştırmacısı Shannon Bertolino; ve Roma’daki INAF-IAPS’den A. Mura, F. Tosi, F. Zambon’dur.