Juno ziet “hete ringen” op Jupitermaan Io
Deze heldere (hete) “thermische ringen” zijn een veel voorkomend fenomeen en wijzen op actieve lavameren, volgens een nieuwe analyse van gegevens van het Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM)-instrument op de Juno ruimtesonde van de NASA.
Io is de binnenste van de vier Galileïsche manen van Jupiter en de vierde grootste maan in ons zonnestelsel. Naast de aarde is Io het enige bekende object in het zonnestelsel met vulkanen die hete lava uitstoten zoals op onze planeet.
Io heeft meer dan 400 actieve vulkanen, die worden veroorzaakt door getijdenopwarming, het resultaat van aantrekkingskrachten van Jupiter en de andere Joviaanse manen.
Hoewel er veel theorieën bestaan over de soorten vulkaanuitbarstingen op het maanoppervlak, bestaan er weinig ondersteunende gegevens.
Zowel in mei als oktober 2023 vloog de Juno ruimtesonde van de NASA langs Io en kwam respectievelijk op een afstand van ongeveer 35.000 km. Respectievelijk 13.000 km.
Een van de instrumenten van Juno waarmee de betoverende maan werd bekeken, was JIRAM.
JIRAM is ontworpen om het infraroodlicht op te vangen dat diep in Jupiter opkomt en onderzoekt de atmosferische laag tot 59-70 km onder de wolkentoppen van de gasreus.
Maar tijdens de uitgebreide missie van Juno heeft het missieteam het instrument ook gebruikt om de manen Io, Europa, Ganymedes en Callisto te bestuderen.
De JIRAM-beelden van Io toonden de aanwezigheid van heldere ringen rondom de vloeren van talloze hotspots.
De hoge ruimtelijke resolutie van de infraroodbeelden van JIRAM, gecombineerd met de gunstige positie van Juno tijdens de scheervluchten, onthulde dat het hele oppervlak van Io bedekt is met lavameren met caldera-achtige kenmerken. In de regio van het oppervlak van Io waarover de meest complete gegevens zijn verkregen, schatten de onderzoekers dat ongeveer 3% ervan bedekt is door een van deze gesmolten lavameren. Een caldera is een grote depressie die ontstaat wanneer een vulkaan uitbarst en instort.
De scheervluchtgegevens van JIRAM benadrukken niet alleen de veel voorkomende lavareserves op Io maar bieden ook een glimp van wat zich mogelijk onder de oppervlakte afspeelt.
Infraroodbeelden van verschillende lavameren op Io tonen een dunnen cirkel van lava aan de grens, tussen de centrale korst die het grootste deel van het lavameer bedekt en de wanden van het meer.
Het recyclen van smelt wordt geïmpliceerd door het gebrek aan lavastromen op en buiten de rand van het meer, wat aangeeft dat er een evenwicht bestaat tussen smelt die in de lavameren is uitgebarsten en smelt die terug in het ondergrondse systeem circuleert.
De onderzoekers hebben nu een idee van wat de meest voorkomende vorm van vulkanisme op Io is: enorme lavameren waar magma op en neer gaat.
De lavakorst wordt gedwongen tegen de wanden van het meer te breken en vormt een typische lavaring die ook te zien in Hawaiiaanse lavameren.
De wanden zijn waarschijnlijk honderden meters hoog, wat verklaart waarom er over het algemeen niet wordt waargenomen dat magma uit de paterae – komvormige kenmerken ontstaan door vulkanisme – naar buiten stroomt en over het oppervlak van de maan beweegt.
JIRAM-gegevens suggereren dat het grootste deel van het oppervlak van deze hotspots op Io bestaan uit een rotsachtige korst die cyclisch op en neer beweegt als één aaneengesloten oppervlak als gevolg van de centrale opwelling van magma.
In deze hypothese zorgt wrijving ervoor dat de korst niet wegglijdt, omdat de korst de wanden van het meer raakt, waardoor de korst vervormt en uiteindelijk breekt, waardoor lava vlak onder het oppervlak bloot komt te liggen.
Er blijft nog een alternatieve hypothese over: magma borrelt op in het midden van het meer, verspreidt zich en vormt een korst die langs de rand van het meer wegzinkt, waardoor lava bloot komt te liggen.
De onderzoekers beginnen nu pas de JIRAM-data te ontdekken van de korte passages over Io van december 2023 en februari 2024. De waarnemingen tonen fascinerende nieuwe informatie over de vulkanische processen van Io.
Door deze nieuwe resultaten te combineren met Juno’s langetermijncampagne om de vulkanen op de nog nooit eerder geziene noord- en zuidpool van Io te monitoren en in kaart te brengen, blijkt JIRAM een van de meest waardevolle instrumenten te zijn om te leren hoe deze gemartelde wereld werkt.
De bevindingen zijn in Nature Communications gepubliceerd.
Artikel: A. Mura et al. 2024. Hot rings on Io observed by Juno/JIRAM. Commun Earth Environ 5, 340; doi: 10.1038/s43247-024-01486-5
Eerste publicatie: 29 juni 2024
Bron: sci-news
