Jupiters Helvetesmåne Drivs Inte av en Dold Ocenan av Magma, Enligt Studie

Köln, Tyskland | 17 December 2024 |

Jupiters måne Io är den mest vulkaniskt aktiva kroppen i vårt solsystem, med cirka 400 vulkaner och omfattande lavaströmmar över dess yta. Men en ny studie visar att denna geologiska kaos inte drivs av en global, månadsvid ocenan av magma under ytan, som forskare tidigare trott.

Med hjälp av bilder tagna av NASAs Juno-rymdsond, gravitationsmätningar och historiska data om Ios tidvattenförvrängningar har ett internationellt team av forskare fastställt att månens vulkaner drivs av en spridning av magmakammare i en annars fast mantel.

Resultaten motsäger tidigare teorier om hur Ios vulkaner drivs och pekar på en i huvudsak fast mantel för månen. Med magmaoceaner som antas vara närvarande på många världar, särskilt tidigt i deras bildning – inklusive vår egen måne – kan vi behöva ompröva hur planeter bildas och utvecklas.

Io’s Inre Struktur

Konstnärs illustration som visar den inre strukturen hos Io: en i huvudsak fast mantel (gröna nyanser), med betydande smältning (gula och orange), ovanpå en flytande kärna (röd/svart). (NASA/Caltech-JPL/SwRI)

Medan Galileo först upptäckte Io 1610, upptäcktes dess vulkanism inte förrän 1979: det var då bildanalytikern Linda Morabito, från NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) i Kalifornien, såg en vulkanisk plum från en bild tagen av Voyager 1.

”Sedan Morabitos upptäckt har planetforskare undrat hur vulkanerna matades från lavan under ytan,” säger rymdfysikern Scott Bolton från Southwest Research Institute i San Antonio.

”Fanns det en ytlig ocenan av vitglödande magma som drev vulkanerna, eller var deras källa mer lokaliserad? Vi visste att data från Junos två mycket nära överflygningar kunde ge oss några insikter i hur denna plågade måne faktiskt fungerade.”

Io kretsar kring Jupiter varje 42,5 timmar, påverkad av massiva gravitationskrafter i en elliptisk bana som konstant omdanar månen. Genom ett fenomen som kallas tidvattenböjning produceras enorma mängder inre värme.

Dock är de förvrängningar som presenteras i denna nya studie inte tillräckligt omfattande för att stödja idén om en global magmaocean – eller åtminstone en som är nära ytan, baserat på tidigare forskning om de gravitationsmätningar som detta skulle producera.

”Denna konstanta böjning skapar enorm energi, som faktiskt smälter delar av Ios inre,” säger Bolton.

”Om Io har en global magmaocean, visste vi att signaturen av dess tidvattenförvrängning skulle vara mycket större än en mer rigid, i huvudsak fast inre.”

De eruptioner och lavaströmmar på Io kan nå hundratals kilometer eller miles i storlek, och dess yta – ibland beskriven som att likna en pizza – är täckt av färgglada rester av vulkanisk aktivitet, inklusive silikater och svaveldioxid. Det är en bergig, ständigt föränderlig måne som ständigt är i eld.

Förutom att berätta mer om denna Jupiter-måne, ger forskningen också forskare användbar information om omfattningen av de skillnader som tidvattenböjning kan göra på en månens eller planetens inre – information som kan användas i framtida studier.

”Det har implikationer för vår förståelse av andra månar, som Enceladus och Europa, och till och med exoplaneter och superjordar,” säger astronautingenjören Ryan Park från NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) i Kalifornien.

Forskningen har publicerats i Nature.