Исследование во главе с Константином Цангом SwRI пришло к заключению, что тонкая атмосфера Ио, которая состоит, прежде всего, из двуокиси серы (SO2) газ, выделенный с вулканов, разрушается, поскольку SO2 замораживается на поверхность как лед, когда Io заштрихован Юпитером. Когда лунные шаги из затмения и льда нагреваются, реформы атмосферы через возвышение, где лед преобразовывает непосредственно в газ.
«Это исследование – первый раз, когда ученые наблюдали это явление непосредственно, улучшая наше понимание этой геологически активной луны», сказал Цанг, старший научный сотрудник в Космических исследованиях SwRI и Техническом отделе.Результаты были изданы в исследовании, названном «Крах Основной Атмосферы Ио в Затмении Юпитера» в Журнале Геофизического Исследования. Команда использовала восьмиметровые Близнецы Северный телескоп на Гавайях и Спектрографе Эшели Креста Эшелона Техаса (TEXES) для этого исследования.Данные показали, что атмосфера Ио начинает «выкачивать», когда температуры понижаются от-235 градусов по Фаренгейту в солнечном свете к-270 градусам по Фаренгейту во время затмения.
Затмение происходит 2 часа каждого дня Io (1,7 Земных дня). В полном затмении атмосфера эффективно разрушается так же, большая часть газа SO2 обосновывается как мороз на поверхности луны. Атмосфера перестраивает, поскольку поверхность нагревается, как только луна возвращается к полному солнечному свету.
«Это подтверждает, что атмосфера Ио находится в постоянном состоянии краха и ремонта, и показывает, что большая часть атмосферы поддержана возвышением льда SO2», сказал Джон Спенсер, ученый SwRI, который также участвовал в исследовании. «Хотя гиперактивные вулканы Ио – окончательный источник SO2, солнечный свет контролирует атмосферное давление ежедневно, контролируя температуру льда на поверхности. Мы долго подозревали это, но можем наконец наблюдать, что он происходит».
До исследования никакие непосредственные наблюдения атмосферы Ио в затмении не были возможны, потому что атмосферу Ио трудно наблюдать в темноте тени Юпитера. Этот прорыв был возможен, потому что TEXES измеряет атмосферу, используя тепловую радиацию, не солнечный свет, и гигантский телескоп Близнецов может ощутить слабую тепловую подпись разрушающейся атмосферы Ио.Цанг и наблюдения Спенсера произошли более чем две ночи в ноябре 2013, когда Io составлял больше чем 420 миллионов миль от Земли.
В обоих случаях Io наблюдался, приближаясь и из тени Юпитера, в течение периода приблизительно за 40 минут до этого и после затмения.Io – наиболее вулканически активный объект в солнечной системе.
Приливное нагревание, результат гравитационного взаимодействия Ио с Юпитером, стимулирует вулканическую деятельность луны. Вулканы Ио испускают подобные зонтику перья газа SO2, простирающегося на 300 миль выше поверхности луны, и производят обширные базальтовые области лавы, которые могут течь для сотен миль.
Это исследование также своевременно, учитывая, что космический корабль Юноны НАСА вошел в орбиту Юпитера 4 июля. «Io извергает газы, которые в конечном счете заполняют систему Юпитера, в конечном счете отбор некоторые утренние особенности, замеченные на полюсах Юпитера», сказал Цанг. «Понимание, как этими выбросами Io управляют, поможет нарисовать лучшую картину системы Юпитера».