Badania gazów wyrzucanych przez wulkany

Io jest rozmiarów mniej więcej ziemskiego Księżyca. Jednak w odróżnieniu od niego jest bardzo aktywnym obiektem - ma aktywne wulkany. Na Io może być nawet 100 aktywnych wulkanów, twierdzi Michael Mendillo, profesor z Boston University, kierujący grupą badaczy. O aktywności wulkanicznej Io wiadomo od wielu lat. Na przykład wybuchy wulkanów zarejestrowały sondy Voyager 1 i Voyager 2 przelatujące niedaleko Jowisza w roku 1979.

W roku 1990 badacze z Boston University odkryli dużą chmurę gazu złożonego z atomów sodu rozciągającą się po obu stronach Jowisza. "Gdyby można ją było ujrzeć gołym okiem, rozciągałaby się na niebie na obszarze 10 tarcz Księżyca", porównuje Mendillo. Stworzono różne modele źródeł zasilających obłok w nowe atomy, jednak do tej pory nie dało się ich potwierdzić obserwacyjnie. Zespół z Boston University opracował nową technikę fotografowania źródeł gazu, która pozwoliła przezwyciężyć tę niedogodność.

Obserwacje prowadzono teleskopem o średnicy 4 metrów. Aby można było wykryć atomy sodu, trzeba było usunąć światło pochodzące od Jowisza i Io. Kolejnym problemem był ziemska atmosfera, turbulencje powietrza powodowały zakłócenia w obrazie uzyskiwanym przy dłuższych ekspozycjach. Wobec tego wykonywano bardzo krótkie ekspozycje trwające 1/60 sekundy, a dodatkowo robiono je w bardzo wąskim zakresie widma.

Łącznie wykonano 62500 zdjęć, w których trzeba było następnie komputerowo przemieścić Io w to samo miejsce na każdej klatce. Najnowsze zdjęcia opublikowano w "Nature" w numerze z 19 lipca. Ujawniają one dwa źródła atomów sodu uciekających z Io. Pierwszym jest symetryczna chmura utworzona poprzez zderzenia ze strumieniem jonów i elektronów z tak zwanego torusa plazmowego Jowisza. Te cząstki są uwięzione w polu magnetycznym Jowisza i rotują zgodnie z okresem obrotu planety (10 godzin).

Okres obiegu Io wokół Jowisza to 2 dni, zatem "istnieje ciągły strumień plazmy trafiający w Io i powodujący, że atomy sodu są wybijane z atmosfery księżyca", wyjaśnia Mendillo. Według naukowców drugim osobnym źródłem atomów sodu jest obszar strumienia biegnącego za Io, w którym tworzone są one chemicznie. "Ponieważ olbrzymia chmura sodu, którą tworzą, zmienia się w czasie miesięcy i lat, źródłem zmienności jest prawdopodobnie nie symetryczny obłok wybijany z atmosfery, a strumień związany z wulkaniczną aktywnością Io" - uważa Jody Wilson, jeden z autorów publikacji w "Nature".(PAP)