Bildekreditt: NASA / JPL
Det hotteste stedet i solsystemet er verken Merkur, Venus eller St. Louis om sommeren. Io, en av de fire satellittene som den italienske astronomen Galileo oppdaget i bane rundt Jupiter for snart 400 år siden, tar den prisen. Romskipet Voyager oppdaget vulkansk aktivitet på Io for over 20 år siden, og påfølgende observasjoner viser at Io er det mest vulkansk aktive kroppen i solsystemet. Romfartøyet Galileo, kåret til ære for astronomen Galileo, fant vulkaniske hot spots med temperaturer så høye som 2 910 Fahrenheit (1 610 Celsius).
Nå viser datamaskinmodeller av vulkanutbrudd på Io utført av forskere ved Washington University i St. Louis at lavasene er så varme at de fordamper natrium, kalium, silisium og jern og sannsynligvis andre gasser også i atmosfæren.
Ved å bruke en oppdatert versjon av MAGMA, et allsidig dataprogram han utviklet for 15 år siden sammen med en Harvard University-kollega, Bruce Fegley, Jr., Ph.D., professor i jord- og planetarvitenskap i Arts & Sciences ved Washington University i St. Louis , fant at noen av disse elementene fordampes i det minste delvis som enkeltatomgasser. Andre fordampes i forskjellige molekylære former, for eksempel silisiummonoksid, silisiumdioksyd og jernmonoksid.
"Reaksjon av disse gassene med svovel- og klorearter i vulkanske gasser kan føre til dannelse av så uvanlige gasser som natriumklorid, kaliumklorid, magnesiumdiklorid og jerndiklorid," sa Fegley.
I 2000 spådde Fegley og tidligere Washington University-kollega Mikhail Zolotov, Ph.D., nå ved Arizona Sate University, dannelse av natriumklorid og kaliumkloriddamp i vulkanske gasser på Io. Tre år senere fant astronomer natriumkloridgass på Io. Imidlertid var disse observasjonene ikke følsomme nok til å oppdage den mindre rikelig kaliumkloriddampen.
Nå har Fegley funnet ut at natrium og kalium i joniske vulkanske gasser blir fordampet fra de varme lavasene. Fegley og forskningsassistent Laura Schaefer ved Washington University brukte data fra Galileo-oppdraget og jordbaserte observasjoner fra høydrevne teleskoper i sin NASA-finansierte forskning. De publiserte resultatene i mai 2004-utgaven av Icarus, det ledende tidsskriftet for planetarevitenskap.
"Vi gjør i utgangspunktet geologi på Io ved å bruke data fra teleskoper på jorden, som viser at observasjoner som dette kan konkurrere med dyre romoppdrag," sa Fegley. "Det er utrolig hvor varmt og hvor vulkansk aktiv Io er. Den er 30 ganger mer aktiv enn Jorden. Det er den hotteste kroppen utenfor solen i solsystemet. "
Den innerste av de fire store satellittene til Jupiter - det er minst 16 - Io får sin høye hastighet for vulkanisme fra tidevannsinteraksjoner med Jupiter, som har det sterkeste magnetfeltet for alle planetene. Over 100 aktive vulkaner er identifisert på Io. Hotspots der har temperaturer så høye som 1600 grader celsius. Dette er flere hundre grader varmere enn landjordiske vulkaner som Kilauea på Hawaii, som har en temperatur på rundt 1000 Celsius (1 830 Fahrenheit).
Fegley og Schaefer fant ut at silisiummonoksid er den viktigste silisiumbærende gassen over lavasene.
"Det interessante med dette er at astronomer har observert silisiummonoksid i andre miljøer i interstellar rom, spesielt i atmosfærene til kule stjerner," sa Fegley.
Astronomiske observasjoner av aktive vulkanutbrudd på Io kan være i stand til å oppdage silisiummonoksidgassen i atmosfæren.
Fegley og Schaefer anbefaler en Io-vulkansk sondemisjon for å direkte måle trykket, temperaturen og sammensetningen av gassene til Pele, en av Ios mest aktive vulkaner. En slik bestrebelse er "mulig å bruke dagens teknologi," sa Fegley. "Det vil utvide kunnskapen vår om det mest vulkansk aktive kroppen i solsystemet."
Den vulkaniske sondemisjonen ville representere et fremskritt i arbeidet med å avduke noen av Ios mysterier, for eksempel hvordan satellitten, omtrent på størrelse med vår egen måne, kan opprettholde sine høye magtemperaturer uten å være nesten fullstendig smeltet, og hvordan opprettholder Io sterk nok litosfæren til å støtte fjell høyere enn Mount Everest?
Originalkilde: WUSTL News Release
