Pela primeira vez, os astrônomos viram evidências claras de plumas de gás vulcânico tóxico saindo dos vulcões de Io.
Novas imagens de rádio da lua de Júpiter fornecem respostas a perguntas sobre a atmosfera de Io.
Io é o lugar mais vulcânico do sistema solar. Mais de 400 vulcões ativos cobrem sua superfície, o que é uma manifestação da tensão interna do satélite, já que é puxado gravitacionalmente em diferentes direções não só por Júpiter, mas também por outros três satélites galileus do gigante gasoso.
Na fina atmosfera e na superfície de Io, o dióxido de enxofre é dominante – sim, enxofre – é expelido de dentro. Ele expele gás através de rachaduras vulcânicas e pousa no solo à noite, resfriando e dando ao satélite tons de amarelo e laranja.
Mas quanto desse gás vem diretamente dos vulcões em comparação com o quanto vem da superfície congelada de dióxido de enxofre reaquecido pelo sol? Foi difícil quantificar.
“Não se sabe que processo impulsiona a dinâmica na atmosfera de Io”, disse o astrônomo Imke de Pater, da Universidade da Califórnia, Berkeley.
“É a atividade vulcânica ou o gás que sublima da superfície gelada quando Io está sob a luz do sol? Mostramos que os vulcões têm um grande impacto na atmosfera. '
Os pesquisadores finalmente têm as respostas e, ao mesmo tempo, foram capazes de detectar plumas de enxofre vulcânico na lua.
Para um mundo no qual o gás vulcânico está constantemente vazando, a atmosfera de Io é surpreendentemente fina; a maior parte do gás escapa como resultado de interações complexas com Júpiter e seu campo magnético a uma taxa de cerca de 1 tonelada métrica por segundo, contribuindo para a formação de um donut colossal de plasma chamado toro de plasma de Io que orbita Júpiter.
A atmosfera remanescente pode dizer muito sobre os processos geológicos dentro da Lua, o que, por sua vez, pode nos ajudar a entender algumas das dinâmicas dos planetas fora de nosso sistema solar.
O vídeo mostra imagens da lua de Júpiter Io no espectro de rádio (obtido por ALMA) e em luz óptica (das missões Voyager 1 e Galileo) enquanto Io é eclipsado por Júpiter e emerge de um eclipse. As imagens de rádio mostram pela primeira vez plumas de dióxido de enxofre (em amarelo) subindo dos vulcões em Io. [Vídeo cortesia de ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), I. de Pater et al.; NRAO / AUI NSF, S. Dagnello; NASA].
Se conhecermos exatamente os efeitos das influências gravitacionais concorrentes em Io e por que essas influências não têm o mesmo efeito em outros corpos, podemos fazer inferências mais informadas sobre como a gravidade afeta os exoplanetas muito distantes para vê-los bem.
Assim, os astrônomos usaram o Atacama Large Millimeter / Submillimeter Telescope Array (ALMA) para estudar Io mais de perto em ondas de rádio à medida que ele entra e sai da sombra de Júpiter.
A primeira coisa que descobriram foi que nenhum dióxido de enxofre permaneceu na atmosfera de Io. À noite, a temperatura cai abaixo do ponto de congelamento do dióxido de enxofre.
Imagem colorida de Io pela espaçonave Galileo. (NASA / JPL / Universidade do Arizona)
Quando a superfície é exposta à luz do dia novamente, o dióxido de enxofre congelado sublima de volta na atmosfera, reabastecendo-o em cerca de 10 minutos – muito mais rápido do que o esperado.
Essa estranha peculiaridade provou ser a ferramenta perfeita para estudar os efeitos da atmosfera vulcânica.
“Quando Io entra na sombra de Júpiter e está fora da luz solar direta, é muito frio para o gás sulfuroso que se condensa na superfície de Io”, explicou o astrônomo Statia Lush-Cook da Universidade de Columbia.
“Durante esse tempo, só podemos ver dióxido de enxofre de origem vulcânica. Desta forma, podemos ver exatamente quanto da atmosfera é afetado pela atividade vulcânica. '
Nas imagens do ALMA, os astrônomos foram capazes de identificar claramente, pela primeira vez, traços de emissões de dióxido de enxofre e óxido de enxofre de fontes vulcânicas.
Em regiões vulcânicas onde não há dióxido de enxofre ou monóxido, eles viram outra coisa – cloreto de potássio, outro gás vulcânico.
Isso sugere que diferentes vulcões entram em erupção em diferentes reservatórios de magma.
A partir das imagens, a equipe conseguiu calcular a contribuição dos vulcões para a atmosfera de Io. Entre 30 e 50 por cento do dióxido de enxofre vem diretamente dos vulcões.
Os pesquisadores dizem que o próximo passo será tentar medir a temperatura da atmosfera de Io, especialmente em baixas altitudes.
'Para medir a temperatura da atmosfera de Io, precisamos obter maior resolução em nossas observações, o que requer a observação do satélite por um longo período de tempo. Só podemos fazer isso quando Io está sob a luz do sol ”, disse de Pater.
O estudo está disponível em dois artigos, um publicado no The Planetary Science Journal e outro na imprensa no The Planetary Science Journal e carregado no arXiv.
