Gezegen Bilimciler Io'daki Volkanik Sıcak Noktaların Küresel Haritasını Oluşturdu

Io, Güneş Sistemi'ndeki volkanik açıdan en aktif cisimdir. Io'nun volkanları hem Jüpiter'den gelen aşırı gelgitlerden hem de Jüpiter'in diğer uydularıyla arasındaki yerçekimsel etkileşimlerden güç alır. Bu gelgitler Io'nun içinde sürtünme yaratır. Cornell Üniversitesi'ndeki gezegen araştırmacıları, NASA'nın Juno yörünge aracındaki Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM) adlı kızılötesi kameradan elde edilen verileri kullanarak Io'nun volkanlarının en fazla güç ürettiği yerleri haritalandırdı ve bunu bilim insanlarının iç modellerden daha yüksek ısı akışı bekledikleri yerlerle karşılaştırdı. Araştırmacılar Io'nun kutuplarında, magmanın iç kısmındaki gelgit ısınmasını düzenlemeye yardımcı olabilecek aktif volkanlar olduğunu buldular.

Io'daki volkanik bir patlama
NASA'nın Galileo uzay aracından alınan bu görüntü Io'daki volkanik bir patlamayı gösteriyor. Görsel: NASA / JPL / Arizon Üniversitesi.

Jüpiter'in en içteki Galilean uydusu ve Güneş Sistemi'ndeki volkanik olarak en aktif cisim olan Io, Dünya dışındaki volkanizmayı ve gelgit kaynaklı volkanizmayı incelemek için eşsiz bir kaynaktır.

Dış Güneş Sistemi dünyalarının (ve ötesinin) gelişimindeki önemine rağmen, gelgit ısınması nispeten kısıtlı kalmaktadır.

Aslında, tamamen aşırı gelgit kuvvetleri ve güçlü yörüngesel rezonanslarla çalışan volkanizmanın varlığı sadece son elli yılda önerilmiş ve keşfedilmiştir.

Cornell Üniversitesi'nden Profesör Alex Hayes, "Gelgit ısınması, gök cisimlerinin ısınmasında ve yörüngesel evriminde önemli bir rol oynar" dedi.

"Jüpiter ve Satürn gibi dev gezegenlerin etrafındaki uydularda yüzey altı okyanusları oluşturmak ve sürdürmek için gerekli sıcaklığı sağlar."

Cornell Üniversitesi'nde doktora öğrencisi olan Madeline Pettine, "Io'nun volkanlarının misafirperver olmayan manzarasını incelemek aslında bilime yaşam aramak için ilham veriyor" dedi.

image 13274e Io Volcanoes
Bunlar Io'daki küresel volkanik akının, steradyan başına metrekare başına miliwatt (Io'daki volkanik akı için en yaygın birimler) cinsinden ortalama volkanik akıyı gösteren, eşitkenar projeksiyonlu haritalarıdır. Üst kısım doğrusal ölçekte, alt kısım ise logaritmik renk ölçeğindedir. Renkli çubuklar ve her haritanın yanındaki çizgi grafikleri, enlem ve boylama göre akıdaki eğilimleri göstermek için yatay olarak yansıtılan ortalama akıyı (her haritanın sağında) ve dikey olarak yansıtılan ortalama akıyı (her haritanın altında) göstermektedir. Resim kredisi: Pettine ve diğerleri, doi: 10.1029/2023GL105782.

Yazarlar, 11 Juno yörüngesinden elde edilen JIRAM verilerini inceleyerek Io'nun kutuplarında, magmanın iç kısmındaki gelgit ısınmasını düzenlemeye yardımcı olabilecek aktif yanardağlar olduğunu buldular.

Pettine, "Io'daki volkanların modelini ve ürettikleri ısı akışını teorik modellerden beklediğimiz ısı akışıyla eşleştirmeye çalışıyorum" dedi.

Araştırmacılar, yuvarlak nesneleri anlamanın bir yolu olan küresel harmonik ayrıştırma adı verilen matematiksel bir denklem kullanarak, karmaşık volkanik yüzey modellerini oluşturmak için Juno'nun uçuş haritalarını parçaladılar.

Daha yaygın olan ekvatoral bölgelerin aksine Io'nun kutuplarında şaşırtıcı sayıda aktif volkan buldular.

"Bu makale ile gelgit ısınmasını çözmüyorum. Ancak, dış Güneş Sistemi'ndeki buzlu uyduları, Jüpiter'in Europa'sı veya Satürn'ün Titan ve Enceladus'u gibi diğer uyduları düşünürseniz, Güneş Sistemi'nde yaşam bulacaksak, bu yerlerden biri olacaktır" dedi.

"Buzlu uydulardaki iç sıvı su okyanusları gelgit ısınmasıyla sıvılaşmış halde tutuluyor olabilir."

"Isının nasıl üretildiğini bilmemiz gerekiyor. Volkanik bir dünyada gelgit ısınmasını incelemek, ısıyı örtülü tutan kilometrelerce kalınlıktaki bir buz kabuğundan bakmak yerine daha kolaydır."

Bilim insanlarına göre Io'nun her iki kutup bölgesinde de aktif yanardağlar bulunuyor.

Kuzeyde, dört volkandan oluşan bir küme – Asis, Zal, Tonatiuh, isimsiz bir tane ve Loki adında bağımsız bir tane – uzay misyonu ve yer tabanlı gözlemlerin uzun bir geçmişi ile oldukça aktif ve kalıcıdır.

Güney grubu, Kanehekili, Uta ve Laki-Oi volkanları güçlü bir faaliyet göstermiştir.

Kuzey volkanlarının uzun ömürlü dörtlüsü eşzamanlı olarak parlaklaştı ve birbirlerine yanıt veriyor gibi görünüyordu.

Pettine, "Hepsi benzer bir hızda parlaklaştı ve sonra sönükleşti" dedi.

"Volkanları görmek ve birbirlerine nasıl tepki verdiklerini görmek ilginç."

Çalışma Geophysical Research Letters dergisinde yayımlandı.