به گزارش مجله نجم
آتشفشانی ترین جسم منظومه شمسی، قمر مشتری، آیو، حداقل 4.57 میلیارد سال از زمان تولد تا خورشید در آشوب بوده است.
اینها یافته‌های تیمی از دانشمندان است که Io را با استفاده از آرایه میلی‌متری/زیر میلی‌متری بزرگ آتاکاما (ALMA) برای ردیابی گوگرد و کلر در جو ماه جووین بررسی کردند.
دانشمندان دریافته‌اند که کشش گرانشی بین مشتری و قمرهای جوین همسایه اروپا و گانیمد، نیروهای جزر و مدی عظیمی را در آیو ایجاد می‌کند و باعث فعالیت آتشفشانی شدید آن می‌شود. چیزی که هنوز مشخص نیست این است که چه مدت است که تأثیر مشتری و قمرهای آن بر آیو ویران می کند. این به این دلیل است که جریان مداوم گدازه از این فعالیت شدید آتشفشانی در سطح آن باعث می شود این قمر جدید به نظر برسد.
مربوط: کاوشگر جونو ناسا فوران های آتشفشانی فعال در قمر آتشفشانی مشتری آیو را مشاهده کرد (عکس)
کاترین دی کلر، سرپرست تیم و استادیار علوم سیاره‌ای و نجوم در Caltech می‌گوید: «سطح آیو بسیار جوان است، به این معنی که جریان‌های گدازه و رسوبات توده‌های آتشفشانی هر ویژگی قدیمی‌تر از یک میلیون سال را پوشش می‌دهند. Space.com گفت. بنابراین، قبلاً نمی‌توانستیم چیزی در مورد تاریخ آتشفشانی آیو بیش از میلیون‌ها سال گذشته بدانیم، که از منظر زمین‌شناسی بسیار جدید است.
آیو یک راز بزرگ است زیرا سطح آن مانند سطوح قمرهای کمتر فعال سابقه ای از تاریخ خود ندارد.
جو آیو نمی تواند قدمت فعالیت آتشفشانی خود را پنهان کند
فعالیت آتشفشانی شدید آیو به ترتیب دقیق سه قمر آن و رقص گرانشی موزون که در آن آنها به دور مشتری می چرخند بستگی دارد.
دی کلر گفت: “Io در رزونانس مداری با اروپا و گانیمد است، به این معنی که دوره های مداری آنها مضربی صحیح از یکدیگر هستند.” به ازای هر چهار مدار Io، دقیقاً دو مدار اروپا و یک مدار گانیمد وجود دارد. این بدان معناست که تأثیر گرانش قمرها بر یکدیگر در هر مدار در یک مکان است و مدارها را از دایره به بیضی تغییر می دهد.
او اضافه کرد که وقتی این قمرها به شکل بیضوی باشند، فاصله آنها از مشتری با چرخش آنها تغییر می کند، بنابراین آنها یک تغییر در گرانش مشتری را تجربه می کنند. تغییر مقدار گرانش مشتری که Io احساس می کند باعث کشیده شدن سنگ های روی ماه می شود و شکل آیو در هر مداری که فقط 1.8 روز است فشرده و کشیده می شود. این باعث ایجاد اصطکاک در گوشته آن می شود و حرارت کافی برای ذوب سنگ ها تولید می کند.
فشار و کشش مشتری، اروپا و گانیمد بر روی آیو، نیروهای جزر و مدی چنان قوی ایجاد می کند که می توانند باعث بالا و پایین رفتن سطح ماه در ارتفاعات تا 330 فوت (100 متر) شوند. این معادل پریدن ناگهانی سطح زمین در نیویورک از بالای مجسمه آزادی است.
سوال بزرگ این است: آیا تا زمانی که این قمرها وجود داشته اند این اتفاق افتاده است؟
دی کلر ادامه داد: «شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای منتشر شده در 20 سال گذشته نشان داده‌اند که این امکان وجود دارد که آیو، اروپا و گانیمد در پیکربندی مداری تشدید فعلی‌شان در زمان شکل‌گیری گرفته شده باشند. “این رزونانس چیزی است که در نهایت باعث فعالیت آتشفشانی می شود. بنابراین، منطقی است که اگر قمرها از زمان شکل گیری خود در این پیکربندی قرار می گرفتند، Io برای همان دوره زمانی آتشفشانی می شد.”
در حالی که دانشمندان قادر به جمع‌آوری اطلاعات در مورد مدت زمان آتشفشانی آیو نبودند، دکلر و همکارانش از ALMA، آرایه‌ای از 66 آنتن رادیویی در صحرای آتاکاما در شمال شیلی، برای جستجوی سرنخ‌هایی در جو نازک آن استفاده کردند.
به طور خاص، آنها رادیوهای ایزوتوپی پایدار مولکول های حاوی گوگرد و کلر را جستجو کردند. این تیم دریافت که هر دو عنصر در انواع ایزوتوپ‌های سنگین – اتم‌هایی با تعداد نوترون‌های بالاتر – بیشتر از مقدار متوسط موجود در منظومه شمسی که در نتیجه ایزوتوپ‌های سبک‌تر از اتمسفر بالای جهان دیگر رخ می‌دهد، وجود دارند.
در آیو، آتشفشان‌ها باعث می‌شوند که مواد به طور مداوم بین فضای داخلی و جو ماه بازیافت شوند و در نتیجه، دکلر و خدمه‌اش دریافتند، قمر مشتری ۹۴ تا ۹۶ درصد ایزوتوپ‌های گوگرد سبک‌تر خود را از دست داده است. این چیزی است که تنها در مواجهه با میلیاردها سال آتشفشانی که قدمت آن به تولد آیو بازمی‌گردد، ممکن است.
دی کلر گفت: «ما از ایزوتوپ‌های گوگرد در اتمسفر Io استفاده کردیم تا نتیجه بگیریم که Io برای میلیاردها سال گاز غنی از گوگرد – و بنابراین از نظر آتشفشانی فعال – تولید می‌کند. “این تایید خوبی برای برخی پیش بینی های قبلی است که انجام شده است.”
برای دکلر، یافته‌ها نشان‌دهنده یک شیفتگی طولانی مدت نسبت به IU است که پاسخ‌هایی به سوالات آزاردهنده می‌دهد.
او گفت: “من در طول مدتی که IU را مطالعه می کردم، شیفته پیشرفت طولانی مدت IU بودم.” من نه تنها به این که سیارات و قمرهای امروزی چگونه هستند، علاقه مندم، بلکه به این موضوع هم علاقه مند هستم که چگونه آنها به آنچه اکنون هستند تبدیل شده اند.
و پروفسور Caltech هنوز با IU تمام نشده است. پس از پاسخ به سوالات مربوط به ماهیت آتشین ماه جووین، می خواهید بدانید که آیا طرف سردتری دارد و آیا توسط آتشفشان ها از بین رفته است یا خیر.
دی کلر در پایان می‌گوید: «در مورد آنچه بعداً می‌آید، می‌خواهم بدانم که آیا آیو زمانی اقیانوس آبی و پوسته‌ای یخی مانند همسایگانش «اروپا» و «گانیمد» داشت که بعداً به دست آتشفشان‌ها یا وسایل دیگر گم شدند.
تحقیقات این تیم پنجشنبه (18 آوریل) در مجله Science منتشر شد.
