Tin tức Vũ trụ TV

ALMA cho thấy tác động của núi lửa đối với bầu khí quyển của IO

Ngày:
Th10 22, 2020
Tóm lược:

Các hình ảnh vô tuyến mới từ ALMA lần đầu tiên cho thấy ảnh hưởng trực tiếp của hoạt động núi lửa lên bầu khí quyển của mặt trăng Io của sao Mộc.

Share:
CÂU CHUYỆN ĐẦY ĐỦ

Hình ảnh tổng hợp cho thấy mặt trăng Io của Sao Mộc trong sóng radio (ALMA) và ánh sáng quang học (Voyager 1 và Galileo). Hình ảnh ALMA của Io lần đầu tiên cho thấy những chùm khí sunfurơ (màu vàng) bốc lên từ núi lửa của nó. Sao Mộc có thể nhìn thấy trong nền (ảnh Cassini).
Nhà cung cấp hình ảnh: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), I. de Pater và cộng sự; NRAO / AUI NSF, S. Dagnello; NASA / JPL / Viện Khoa học Không gian
Hình ảnh tổng hợp cho thấy mặt trăng Io của Sao Mộc trong sóng radio (ALMA) và ánh sáng quang học (Voyager 1 và Galileo). Hình ảnh ALMA của Io lần đầu tiên cho thấy những chùm khí sunfurơ (màu vàng) bốc lên từ núi lửa của nó. Sao Mộc có thể nhìn thấy trong nền (ảnh Cassini).
Nhà cung cấp hình ảnh: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), I. de Pater và cộng sự; NRAO / AUI NSF, S. Dagnello; NASA / JPL / Viện Khoa học Không gian

Các hình ảnh vô tuyến mới từ Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) lần đầu tiên cho thấy ảnh hưởng trực tiếp của hoạt động núi lửa lên bầu khí quyển của mặt trăng Io của Sao Mộc.

Io là mặt trăng hoạt động mạnh nhất trong hệ mặt trời của chúng ta. Nó có hơn 400 ngọn núi lửa đang hoạt động, phun ra khí lưu huỳnh tạo cho Io màu vàng-trắng-cam-đỏ khi chúng đóng băng trên bề mặt.

Mặc dù nó cực kỳ mỏng – mỏng hơn khoảng một tỷ lần so với bầu khí quyển của Trái đất – Io có một bầu khí quyển có thể dạy chúng ta về hoạt động núi lửa của Io và cung cấp cho chúng ta một cửa sổ vào bên trong mặt trăng kỳ lạ và những gì đang xảy ra bên dưới lớp vỏ đầy màu sắc của nó.

Nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng bầu khí quyển của Io bị chi phối bởi khí sulfur dioxide, cuối cùng có nguồn gốc từ hoạt động núi lửa. Imke de Pater của Đại học California, Berkeley cho biết: “Tuy nhiên, người ta không biết quá trình nào dẫn đến động lực trong bầu khí quyển của Io. “Đó có phải là hoạt động núi lửa, hay khí đã thăng hoa (chuyển từ trạng thái rắn sang khí) từ bề mặt băng giá khi Io ở dưới ánh sáng mặt trời?”

Để phân biệt giữa các quá trình khác nhau tạo ra bầu khí quyển của Io, một nhóm các nhà thiên văn học đã sử dụng ALMA để chụp nhanh mặt trăng khi nó đi qua và ra khỏi bóng của Sao Mộc (họ gọi đây là “nhật thực”).

“Khi Io đi vào vùng bóng tối của Sao Mộc và không có ánh sáng mặt trời trực tiếp, nó quá lạnh đối với khí sulfur dioxide và nó ngưng tụ trên bề mặt của Io. Trong thời gian đó, chúng ta chỉ có thể nhìn thấy sulfur dioxide có nguồn gốc từ núi lửa. Do đó, chúng ta có thể thấy chính xác Statia Luszcz-Cook từ Đại học Columbia, New York giải thích phần lớn bầu khí quyển bị ảnh hưởng bởi hoạt động núi lửa.

Nhờ độ phân giải và độ nhạy tinh tế của ALMA, lần đầu tiên các nhà thiên văn học có thể nhìn thấy rõ ràng những chùm khí lưu huỳnh điôxít (SO 2 ) và lưu huỳnh monoxit (SO) bốc lên từ núi lửa. Dựa trên những bức ảnh chụp nhanh, họ tính toán rằng các núi lửa đang hoạt động trực tiếp tạo ra 30-50% bầu khí quyển của Io.

Hình ảnh ALMA cũng cho thấy một loại khí thứ ba thoát ra từ núi lửa: clorua kali (KCl). Luszcz-Cook cho biết: “Chúng tôi thấy KCl trong các vùng núi lửa, nơi chúng tôi không thấy SO 2 hoặc SO. “Đây là bằng chứng mạnh mẽ cho thấy các hồ chứa magma khác nhau dưới các ngọn núi lửa khác nhau.”

Io là núi lửa hoạt động do một quá trình gọi là thủy triều làm nóng. Io quay quanh Sao Mộc theo một quỹ đạo không hoàn toàn tròn và giống như Mặt trăng của chúng ta luôn quay về cùng một phía của Trái đất, cùng một phía của Io luôn hướng về phía Sao Mộc. Lực hấp dẫn của mặt trăng khác của sao Mộc Europa và Ganymede gây một lượng lớn ma sát nội bộ và nhiệt, dẫn đến những ngọn núi lửa như Loki phiale, mà nhịp hơn 200 km (124 dặm) trên. Luszcz-Cook cho biết thêm: “Bằng cách nghiên cứu bầu khí quyển và hoạt động núi lửa của Io, chúng tôi tìm hiểu thêm về không chỉ bản thân núi lửa mà còn cả quá trình làm nóng thủy triều và nội thất của Io.”

“Một ẩn số lớn vẫn là nhiệt độ trong bầu khí quyển thấp hơn của Io. Trong nghiên cứu tương lai, các nhà thiên văn hy vọng sẽ đo được điều này bằng ALMA. “Để đo nhiệt độ của bầu khí quyển Io, chúng ta cần đạt được độ phân giải cao hơn trong các quan sát của mình, điều này đòi hỏi chúng ta phải quan sát mặt trăng trong một khoảng thời gian dài hơn. Chúng ta chỉ có thể thực hiện điều này khi Io ở trong ánh sáng mặt trời vì nó không tốn nhiều de Pater nói. “Trong quá trình quan sát như vậy, Io sẽ xoay hàng chục độ. Chúng tôi sẽ cần áp dụng phần mềm giúp chúng tôi tạo ra hình ảnh không bị nhòe. Chúng tôi đã làm điều này trước đây với hình ảnh vô tuyến của Sao Mộc được tạo bằng ALMA và Mảng Rất Lớn (VLA) . “

Đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia là một cơ sở của Quỹ Khoa học Quốc gia, được điều hành theo thỏa thuận hợp tác của Associated Universities, Inc.

Imke de Pater và Statia Luszcz-Cook đã làm việc với Patricio Rojo của Đại học Chile, Erin Redwing của Đại học California, Berkeley, Katherine de Kleer của Viện Công nghệ California (Caltech), và Arielle Moullet của SOFIA / USRA ở California .

Nghiên cứu này có tiêu đề “Các quan sát ALMA về Io Đi vào và Ra khỏi Nhật thực” đã được chấp nhận đăng trên Tạp chí Khoa học Hành tinh (The Planetary Science Journal).


Nguồn truyện:

Tài liệu do Đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia cung cấp . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.


Đa phương tiện liên quan :


Tham khảo Tạp chí :

  1. Imke de Pater, Statia Luszcz-Cook, Patricio Rojo, Erin Redwing, Katherine de Kleer, Arielle Moullet. Các quan sát của ALMA về Io Đi vào và Ra khỏi Eclipse . Tạp chí Khoa học Hành tinh , 2020 (báo chí); [ tóm tắt ]

Bài viết liên quan

Bài viết mới