Obwohl die Weltraummissionen Voyager und Galileo Hinweise auf vulkanische Aktivitäten auf Io beobachteten, war es eine schwache blaue Wolke am Rand von Ios Gliedmaßen in einem stark verbesserten Bild von Voyager, das erstmals Hinweise auf die turbulente Natur des Mondes lieferte.
Sie glauben, Sie wären ein Sesselastronom? Eine Gruppe kalifornischer Forscher hat die intensiven Vulkanausbrüche auf Jupiters seltsamstem Mond Io bequem von zu Hause aus überwacht.
Io, der innerste der vier größten Monde um Jupiter oder die Galiläischen Monde, ist das vulkanisch aktivste Objekt im Sonnensystem. Mehr als 400 aktive Vulkane spucken Schwefel- und Schwefeldioxidfahnen aus. Wissenschaftler glauben, dass ein Tauziehen mit Jupiter eine Ursache für Ios intensiven Vulkanismus ist. Die Forscher weisen darauf hin, dass die meisten Prozesse nicht gut verstanden werden. Während Ios Eruptionen nicht direkt von der Erde aus gesehen werden können, hat ein Team unter der Leitung von Frank Marchis, einem Forscher am Carl Sagan Center des SETI-Instituts, eine einzigartige Kombination aus erdbasierten Teleskoparrays und Archivbildern der Voyager und entwickelt Galileo-Sonden laut einer Pressemitteilung. Das Team gab seine Ergebnisse auf dem heutigen Treffen der Abteilung für Planetenwissenschaften 2012 in Reno, Nevada, bekannt.
„Seit unserer ersten Beobachtung von Io im Jahr 2001 mit dem 10-m-Teleskop W. M. Keck II von der Spitze von Mauna Kea in Hawaii und seinem AO-System (Adaptive Optics) war unsere Gruppe von der Technologie sehr begeistert“, sagt Marchis. „Wir haben auch begonnen, AO am Very Large Telescope in Chile und am Gemini North-Teleskop in Hawaii einzusetzen. Die Technologie hat sich im Laufe der Jahre verbessert, und die Bildqualität und Nützlichkeit dieser komplexen Instrumente haben sie zu einem Teil der wesentlichen Instrumentensuite für große Teleskope gemacht. “
Eine schwache blaue Wolke auf einem körnigen und stark verbesserten Bild von Voyager 1 deutete zuerst auf Ios dynamische Natur hin. Die Kameras der Voyager zeigten ein bizarres Terrain aus Vulkanfeldern, dunklen Flecken und aktiven Federn. Wissenschaftler nannten es den "Pizza Moon". Die Galileo-Sonde der NASA beobachtete mehr als 160 aktive Vulkane in verschiedenen Stadien des Ausbruchs während ihrer Rundreise durch den größten Planeten des Sonnensystems.
Aber kristallklare Bilder von Galileo hörten 2003 auf. Die Beobachtung eines mondgroßen Objekts in der unglaublichen Entfernung zum Jupiter von der Erde ist eine Herausforderung, da die unruhige Erdatmosphäre Unschärfe verursacht. Seit 2001 sind alle großen 8- bis 10-Meter-Teleskope mit einer adaptiven Optik ausgestattet, die diese Unschärfe korrigiert. Seit 2003 haben Marchis und sein Team etwa 40 Beobachtungszyklen von Io im nahen Infrarot gesammelt, die Details von nur 100 Kilometern oder 60 Meilen auf der Mondoberfläche zeigen.
Beobachtungen mehrerer heller und junger Eruptionen, die seit 2004 mit kurzen Wellenlängen (~ 2,1 Mikrometer) oben und längeren Wellenlängen (~ 3,2 Mikrometer) unten mit dem 10-Meter-Teleskop von W. Keck (Mai 2004, August 2007, September 2007) festgestellt wurden , Juli 2009), das 8-Meter-Teleskop Gemini North (August 2007) und das 8-Meter-Teleskop ESO VLT-Yepun (Februar 2007), alle mit ihren adaptiven Optiksystemen. Die thermische Signatur des Tvashtar-Ausbruchs ist in der Nähe des Nordpols auf Bildern zu sehen, die 2007 aufgenommen wurden. Im August 2007 wurde ein neuer Ausbruch auf der Pillan Patera beobachtet. Im Juli 2009 wurde auf Loki Patera ein junger und heller Ausbruch festgestellt. Dies ist der letzte heller Ausbruch, der in unserer Umfrage festgestellt wurde; Seitdem ist die vulkanische Aktivität von Io ruhig. Bildnachweis: F. Marchis
„Raumschiffe konnten nur einige Monate lang flüchtige Einblicke in Ios Vulkane, die Voyager, einige Jahre in Galileo und einige Tage in New Horizons gewinnen. Bodengestützte Beobachtungen hingegen können die Vulkane von Io über lange Zeiträume hinweg weiterhin überwachen. Je mehr Teleskope auf Io schauen, desto besser kann die Zeitabdeckung sein. “ Sagte Julie Rathbun von der Redlands University, eine Planetenwissenschaftlerin, die nicht direkt an dieser Studie beteiligt ist, aber seit mehr als 15 Jahren die Überwachung von Io mit dem 3-Meter-IRTF-Teleskop der NASA durchführt. „AO-Beobachtungen von Teleskopen der 8-10 m-Klasse sind eine dramatische Verbesserung der räumlichen Auflösung gegenüber früheren bodengestützten Beobachtungen. Bald werden sie nicht nur unsere einzige Möglichkeit sein, die Vulkane von Io zu überwachen, sondern auch die beste. Wir sollten diese Beobachtungen öfter machen. “
Simulation von Io-Beobachtungen mit dem W. Keck-Teleskop und seinem aktuellen AO-System, einem am W. Keck-Teleskop (KNGAO) montierten AO-System der nächsten Generation und dem mit seinem AO-System (NFIRAOS) ausgestatteten 30-Meter-Teleskop (TMT) . Die räumliche Auflösung dieser AO-Systeme im Zentrum von Io beträgt 140 km, 110 km bzw. 35 km im H-Band (1,6 Mikrometer). Zwei junge Eruptionszentren mit der Bezeichnung A & B können nur anhand der TMT-Beobachtungen nachgewiesen werden. Das KNGAO-Instrument erkannte den hellsten Ausbruch mit der Bezeichnung A. Marchis
Nach Angaben des Teams zeigen Beobachtungen eine Reihe junger und energetischer Eruptionen, die als Ausbrüche bezeichnet werden. Diese Ereignisse weisen auf eine hohe Eruptionstemperatur hin. Zufälligerweise beobachtete das Team das Erwachen des Vulkans Tvashtar, während New Horizons auf dem Weg nach Pluto an Jupiter vorbeischoss. Der Ausbruch dauerte von April 2006 bis September 2007. Ältere Beobachtungen von Galileo zeigen ein ähnliches Eruptionsmuster im Jahr 1999, das 15 Monate andauerte.
"Die Episodizität dieser Vulkane deutet auf eine regelmäßige Wiederaufladung der Magma-Lagerkammern hin", sagte Ashley Davies, Vulkanologin am Jet Propulsion Laboratory des California Institute of Technology und Mitglied der Studie. "Auf diese Weise können wir den Eruptionsprozess modellieren und verstehen, wie durch diese besondere Art der vulkanischen Aktivität Wärme aus dem tiefen Inneren von Io abgeführt wird."
Das Team fand 2004 vier weitere Eruptionen, darunter einen zuvor nicht beobachteten aktiven Vulkan. Die neue sporadische Explosion machte laut Marchis etwa 10 Prozent der durchschnittlichen Wärmeleistung von Io aus. Der Ausbruch war 2001 energischer als Tvashtar. Während das Team Io weiter studiert, hat es festgestellt, dass der verrückt aktive Mond seit September 2010 größtenteils ruhig ist. Etwa ein Dutzend permanenter Eruptionen bei niedrigen Temperaturen prägen den Globus, aber das Team hat die jungen Eruptionen im Stil eines Feuerbrunnens, die zuvor gesehen wurden, nicht entdeckt.
„Der nächste große Sprung auf dem Gebiet der Planetenastronomie ist die Ankunft von riesigen segmentierten Spiegelteleskopen wie dem 30-Meter-Teleskop, das voraussichtlich 2021 verfügbar sein wird. Es wird eine räumliche Auflösung von 35 km im nahen Infrarot bieten, was entspricht die räumliche Auflösung globaler Beobachtungen des Galileo-Raumfahrzeugs. Wenn diese Teleskope auf Io gerichtet sind, bieten sie das Äquivalent eines Vorbeiflugs eines Raumfahrzeugs am Satelliten “, sagte Marchis.
Quelle: SETI
