کاوشگر جونو دریاچه‌های آتشین آیو، قمر آتشفشانی مشتری را کشف کرد!

تصاویر مادون قرمز ثبت‌شده توسط کاوشگر جونو (Juno) ناسا، بحث‌هایی را درباره فعالیت‌های داخلی داغ‌ترین قمر مشتری آغاز کرده است. جونو با استفاده از ابزار JIRAM، اطلاعات دقیقی از فعالیت‌های آتشفشانی بر روی آیو (Io)، یک قمر مشتری را کشف کرده است. این یافته‌ها شامل دریاچه‌های گسترده‌ای از گدازه‌ها و فرآیندهای پویا و آتشفشانی هستند. ماموریت‌های تاریخی و اخیر نشان می‌دهد که آیو بر اساس داده‌‌های ما فعال‌ترین قمر آتشفشانی در منظومه شمسی است. پروازهای نزدیک جونو به این قمر، تصاویری مادون قرمز با وضوح و جزئیات بی‌سابقه‌ای به دست آورده است که این موضوع را تایید می‌کند.

نتایج جدید جونو، تصویری کامل‌تر از گستردگی دریاچه‌های گدازه در قمر آیو مشتری ارائه داده است. این نتایج همچنین شامل اولین مشاهدات درباره فرآیندهای آتشفشانی فعال در این قمر می‌باشند. این نتایج توسط ابزار طیف‌سنج تصویر نقشه‌برداری شفق مادون قرمز جووین (JIRAM) جونو که توسط آژانس فضایی ایتالیا پشتیبانی شده است و توانایی دیدن نور مادون قرمز را دارد، ارائه شده‌اند. محققان به تازگی مقاله‌ای در مجله Communications Earth & Environment درباره کشفیات جدید آتشفشانی جونو منتشر کرده‌اند.

آیو از سال 1610، زمانی که گالیله منظومه جووین مشتری را کشف کرد، توجه منجمان را به خود جلب کرده است. 369 سال بعد، فضاپیمای Voyager 1 ناسا فوران آتشفشانی را بر روی این قمر در تصاویر خود ثبت کرد. ماموریت‌های بعدی به مشتری، با پروازهایی بر فراز آیو، ستون‌های آتشفشانی و دریاچه‌های گدازه بیشتری را کشف کردند. دانشمندان اکنون معتقدند که آیو فعال‌ترین قمر آتشفشانی در منظومه شمسی است و توسط قمرهای همسایه و خود مشتری به‌سان یک آکاردئون، فشرده و کشیده می‌شود. اما در حالیکه نظریه‌های زیادی درباره انواع فوران‌های آتشفشانی در سطح این قمر وجود دارد، داده‌های تاییدکننده اندکی در این زمینه موجود است.

کلوز آپ جونو از آیو

در هر دو تاریخ می و اکتبر 2023 (اردیبهشت و مهر ۱۴۰۲)، جونو به ترتیب در فاصله حدود ۳۵,۰۰۰ و ۱۳,۰۰۰ کیلومتر از نزدیکی آیو عبور و ابزار JIRAM این کاوشگر به خوبی این قمر فریبنده را مشاهده کرده است.

JIRAM برای جذب نور مادون قرمز (این بخش از طول‌موج نور با چشم غیرمسلح دیده نمی‌شود) که از عمق داخل مشتری بیرون می‌آید، طراحی شده است. این ابزار لایه آب‌و‌هوایی را تا عمق ۵۰ تا ۷۰ کیلومتر زیر ابرهای این غول گازی (مشتر) مورد بررسی قرار می‌دهد. در طول ماموریت تمدید‌شده‌ی جونو، تیم تحقیقاتی از این ابزار برای مطالعه قمرهای آیو، اروپا، گانیمد و کالیستو نیز استفاده کرده‌اند. تصاویر JIRAM از آیو نشان‌دهنده حضور حلقه‌های روشن در اطراف نقاط داغ متعدد بود.

آلساندرو مورا، یکی از محققان جونو از مؤسسه ملی اخترفیزیک در رم، اظهار داشت:

وضوح بالای تصاویر مادون قرمز JIRAM، همراه با موقعیت مطلوب جونو در طول پروازهایش، نشان داد که کل سطح آیو پوشیده از دریاچه‌های گدازه‌ای است که ویژگی‌هایی مشابه کالدرا (کالدرا یک فروچاله بزرگ است که در اثر فوران آتشفشانی و فروپاشی ایجاد می‌شود.) را دارا می‌باشد. در منطقه‌ای از سطح آیو که بیشترین داده‌ها موجود است، ما تخمین می‌زنیم که حدود ۳ درصد آن توسط یکی از این دریاچه‌های گدازه مذاب پوشیده شده است.

این کشفیات به ما کمک می‌کند تا فرآیندهای پیچیده و فعال آتشفشانی در آیو را بهتر درک کنیم و اطلاعات ارزشمندی درباره این قمر شگفت‌انگیز به دست آوریم.

دریاچه‌های آتشین

داده‌های JIRAM نه تنها وجود ذخایر فراوان گدازه را در این قمر برجسته می‌کند، بلکه ایده‌هایی نسبت به آنچه که ممکن است در زیر سطح آن در حال رخ دادن باشد، فراهم می‌آورد. تصاویر مادون قرمز از چندین دریاچه گدازه‌ای آیو نشان می‌دهند که یک حلقه نازک از گدازه در مرز بین پوسته مرکزی که بیشتر دریاچه گدازه را پوشش می‌دهد و دیوارهای دریاچه وجود دارد. عدم وجود جریان‌های گدازه در و حتی فراتر از لبه دریاچه نشان‌دهنده بازیافت گدازه است که نشان می‌دهد تعادلی بین گدازه‌ای که به دریاچه‌های گدازه فوران می‌کند و گدازه‌ای که به سیستم زیر سطح بازگردانده می‌شود، وجود دارد.

آلساندرو مورا گفت:

ما اکنون ایده‌ای از شایع‌ترین نوع آتشفشان در آیو داریم: دریاچه‌های عظیم گدازه که در آن ماگما بالا و پایین می‌رود. پوسته گدازه مجبور است که در برابر دیوارهای دریاچه شکسته شود. در نتیجه حلقه‌های گدازه‌ای مشابه آنچه در دریاچه‌های گدازه هاوایی دیده می‌شوند، را تشکیل می‌دهد. دیوارها احتمالاً صدها متر ارتفاع دارند، که توضیح می‌دهد چرا ماگما عموماً از پاتراها (ساختارهای کاسه شکلی که توسط آتشفشان ایجاد می‌شوند) بیرون نمی‌ریزد و در سطح قمر حرکت نمی‌کند.

داده‌های JIRAM نشان می‌دهند که بیشتر سطح این نقاط داغ در آیو از یک پوسته سنگی تشکیل شده است که به دلیل بالا آمدن مرکزی ماگما به صورت چرخه‌ای به عنوان یک سطح پیوسته به بالا و پایین حرکت می‌کند. در این فرضیه، به دلیل اینکه پوسته با دیوارهای دریاچه تماس دارد، اصطکاک، آن را از لغزش باز می‌دارد که باعث تغییر شکل و در نهایت شکستن آن می‌شود و گدازه زیر سطح را آشکار می‌کند.

یک فرضیه جایگزین نیز مطرح است؛ ماگما در وسط دریاچه بالا می‌آید، گسترش می‌یابد و پوسته‌ای را تشکیل می‌دهد که در طول لبه دریاچه فرو می‌رود و گدازه را آشکار می‌کند.

ادامه اکتشافات جونو

اسکات بولتون، محقق اصلی جونو در مؤسسه تحقیقات جنوب غربی در سن آنتونیو گفت:

ما تازه شروع به بررسی نتایج JIRAM از پروازهای نزدیک به آیو دردسامبر 2023 و فوریه 2024 (دی ۱۴۰۲ و بهمن ۱۴۰۲) کرده‌ایم. مشاهدات اطلاعات جدیدی را درباره فرآیندهای آتشفشانی آیو نشان می‌دهند. ترکیب این نتایج جدید با برنامه بلندمدت جونو برای نظارت و نقشه‌برداری از آتشفشان‌های قطب‌های شمال و جنوب آیو که هرگز دیده نشده‌اند، JIRAM را به یکی از ارزشمندترین ابزارها برای یادگیری نحوه کار این دنیای شکنجه‌شده تبدیل کرده است.

جونو در تاریخ ۲۴ خرداد ۱۴۰۳، شصت و دومین پرواز نزدیک خود به مشتری، که شامل یک پرواز نزدیک به آیو در ارتفاع حدود ۲۹,۲۵۰ کیلومتر بود، را انجام داد. شصت و سومین پرواز نزدیک به این غول گازی برای ۲۶ تیر ۱۴۰۳ برنامه‌ریزی شده است.

منبع: Scitechdaily