és jelentős hőmérséklet-emelkedést mutatott ki a Naprendszer vulkanikusan legaktívabb égitestjének felszín alatti rétegeiben. A Juno űrszonda két közeli elhaladása során gyűjtött adatok azt is megmutatták, hogy az Io felszínének nagy része meglepően sima, és igen kis sűrűségű anyagból áll.
A Journal of Geophysical Research: Planets című folyóiratban közzétett eredmények lehetőséget adnak a forró és jeges égitestek vizsgálatára.
Az Io holdon zajló szélsőséges vulkáni tevékenységet az árapályfűtés táplálja. A holdat folyamatosan nyújtja és összenyomja a Jupiter hatalmas gravitációja, miközben enyhén elnyúlt pályán kering, így a belsejében sokkal nagyobb mennyiségű hő keletkezik, mint a Földben. Eddig szinte minden, amit erről a hőről tudtunk, infravörös megfigyelésekből származott, amelyek azonban csak a felszín legfelső rétegének hőmérsékletét mutatják. Az új eredmények a Juno mikrohullámú radiométerének (MWR) adataiból származnak.
„A Juno mikrohullámú radiométere (MWR) közvetlenül érzékelte az Io hőkibocsátását azáltal, hogy a felszín alá is betekintett” – mondta Scott Bolton, a tanulmány társszerzője, a Southwest Research Institute (San Antonio) Juno-küldetésének vezető kutatója. „Az a meglepő felfedezés, hogy egy kőzetből álló hold felszíne alá is beláthatunk, fontos következményekkel jár a földi vulkánok vizsgálata szempontjából. A Juno megmutatta, hogy ha egy MWR-hez hasonló műszerrel a Földön egy vulkán közelében végzünk megfigyeléseket, hasonló jelet észlelhetünk a felszín alatti hőmérsékleti gradiensben, ami új információkat szolgáltathat a földi vulkánok működéséről.”
Tűz és jég
A Juno mikrohullámú radiométerét Bolton arra tervezte, hogy a Jupiter felső felhőrétegei alá betekintve vizsgálja a gázóriás légkörének mélyén zajló dinamikát és a légkör összetételét. Az MWR hat mikrohullámú antennája egyetlen műszerként működik, és széles hullámhossz-tartományban érzékeli a mikrohullámú sugárzást, nagyjából 1,3 és 51 centiméter között.
A küldetés meghosszabbított szakaszában a műszer lehetőséget biztosított arra, hogy a kutatók megfigyeljék a Jupiter három Galilei-holdját: a Ganymedes-t, az Europát és az Iót.
„A módszer újdonsága abban rejlik, hogy az egyes hullámhosszok különböző mélységekbe hatolnak be, így új módot kínálnak arra, hogy az óriásbolygók légkörének mélyét, valamint a jeges és kőzetholdak felszín alatti kérgét megvizsgáljuk” – mondta Bolton. „A Ganymedes-en és az Europán több tíz kilométerrel a felszín alá tudtunk betekinteni, abból kiindulva, hogy jégburkaik nagyrészt tiszta vízből állnak. Az azonban váratlan felfedezés volt, hogy az Ión található vulkanikus kőzetbe is be tudunk hatolni a méréseinkkel.”
A 2023. december 30-án és 2024. február 3-án végrehajtott közelítések során a napenergiával működő Juno mintegy 1500 kilométerre haladt el az Io hold felszíne felett.
„A műszer megmérte az Io hőkibocsátását néhány centimétertől több méterig terjedő mélységben. Bárhol végeztünk mérést, azt találtuk, hogy a hőmérséklet mindössze néhány méterrel a felszín alatt több mint 20 Celsius-fokkal magasabb – ez a változás sokkal nagyobb mértékű annál, mint amit önmagában a Napból származó hő meg tudna magyarázni” – mondta Shannon Brown (NASA JPL), a tanulmány vezető szerzője.
Az adatok alapján két lehetséges magyarázat adódik. Az első szerint a hő folyamatosan emelkedhet a hővezető kéregben. Ez a háttér-hőáramlás – amelynek értése 1–3 watt négyzetméterenként – helyi léptékben viszonylag gyenge (nagyjából olyan erős, mintha minden négyzetméter alatt egy apró éjjeli lámpa világítana), a hold teljes felületére számolva azonban a Föld átlagos hőkibocsátásának akár 30-szorosát is jelentheti.
A másik lehetőség, hogy a jel olyan lehűlő lávafolyásokból származik, amelyeket körülbelül 9–11 méter vastag megszilárdult kéreg borít. Ezek bármely adott pillanatban a hold felszínének körülbelül 10 százalékát fedik le.
„Az Io egyedülálló lehetőséget kínál annak megértésére, hogyan működik az árapályfűtés a Világegyetemben. Ez egy alapvető folyamat, amely energiát és hőt biztosít a csillaguktól távol keringő égitestek számára” – mondta Bolton. „Ez a folyamat nemcsak a Naprendszer legvulkanikusabb égitestjét hozhatja létre, ahogy azt az Io esetében látjuk, de táplálhatja a gázóriások holdjainak, például az Europának és a Ganymedes-nek a felszín alatti óceánjait is. Eddig csak a felszínről távozó vagy a kitörések során felszabaduló hőt tudtuk megfigyelni. Most már azt is megvizsgálhatjuk, hogyan áramlik a hő a mélyből a felszín felé.”
Az Io hatalmas síkságai
A két közelítés másik fontos eredménye annak felismerése, hogy mennyire sima az Io felszíne. A legújabb eredmények előtt a holdat elsősorban magas hegyeiről ismertük, az MWR azonban azt mutatja, hogy a jól látható domborzaton kívül kiterjedt, akár 100 kilométeres vagy még nagyobb sima területek is találhatók rajta.
A Juno többször, különböző szögekben haladt el az Io egyes területei felett, így a kutatócsoport képes volt feltérképezni, hogy a felszín hogyan veri vissza a mikrohullámokat – hasonlóan ahhoz, ahogyan egy repülőgép utasa csak bizonyos szögből láthatja, ahogy a napfény megcsillan az óceánon.
„A hegyektől távol a felszín inkább Észak-Amerika Nagy-síkságára hasonlít. És bár az Io kőzetből álló égitest, a felszíni sűrűsége nagyon kicsi – inkább habkőre vagy könnyű, laza vulkáni hamura hasonlít, mint tömör kőzetre” – mondta Brown.
Forrás: https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-juno-takes-temperature-of-jupiters-fiery-moon-io/
A kutatásról beszámoló szakcikk: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2025JE009622
Szerző: Ujhelyi Borbála, Kutatási asszisztens
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet