На основе новых результатов исследований было обнаружено, что возраст Ио, луны с самой активной вулканической активностью в нашей солнечной системе, составляет около 4 миллиардов лет.
Новое открытие насыщенной серой атмосферы Ио указывает на то, что этот спутник Юпитера был активной вулканической зоной на протяжении почти всех 4,57 миллиардов лет существования нашей Солнечной системы. Эта непрерывная деятельность включает в себя неоднократное выделение серы из расплавленного магматического ядра Ио во время извержений, что указывает на устойчивый вулканический ландшафт. Значение этого открытия связано с другими ледяными спутниками Юпитера, Ганимедом и Европой, которые считаются главными кандидатами на внеземную жизнь в нашей Солнечной системе.
Кэтрин де Клир, планетолог из Калифорнийского технологического института, и ее команда недавно поделились результатами своих исследований в научном журнале «Science».
Драма Ио длится вечно
Ученые-планетологи использовали ALMA для обнаружения и анализа уникальных световых характеристик изотопов серы в летучей атмосфере Ио, используя их разные длины волн излучения и поглощения. Сера, как и другие химические элементы, существует в различных формах или изотопах: некоторые из них содержат больше нейтронов, а другие — меньше. Из-за этих незначительных различий каждый изотоп испускает и поглощает свет немного по-разному. Расшифровав эти тонкие изменения с помощью ALMA, команда де Клира обнаружила, что атмосфера Ио содержит значительно больше более тяжелых изотопов серы, чем более легких. Это интригующее открытие указывает на то, что оболочка токсичного газа Ио подвергалась длительному процессу переработки в течение миллиардов лет.
Проще говоря, де Клир объясняет Inverse, что наше открытие на самом деле не шокирует. Примерно с 2002 года учёные выдвинули теорию, что Юпитер и его спутники Ио, Ганимед и Европа могли быть втянуты в орбитальный резонанс под действием гравитации Юпитера, когда они объединились в процессе формирования Солнечной системы.
Выравнивание орбит Ио с орбитами Европы и Ганимеда приводит к гармоничной синхронизации, известной как резонанс. В частности, после совершения двух оборотов вокруг Юпитера Ио выстраивается в линию с Европой; после каждого четвертого оборота Ио выравнивается не только с Европой, но и с Ганимедом. Гравитационные силы, действующие на соседние спутники и Юпитер во время этих выравниваний, заставляют внутреннюю часть Ио оставаться нагретой и активной, что приводит к постоянным извержениям вулканов.
Подтекст — хорошая новость для охотников за пришельцами
Исследование, проведенное Де Клир и ее командой, подтверждает точность моделей; они обнаружили, что три луны — одна огненная и две ледяные — поддерживают резонансные отношения с момента создания Солнечной системы. На протяжении всего этого времени Ио постоянно демонстрировал свой изменчивый и пламенный характер. Интригующий вывод, скрытый в их выводах, заключается в следующем:
Де Клир высказывает интригующую мысль, связанную с этим исследованием, которая прямо не упоминается в статьях. Если Ио, спутник Юпитера, подвергался нагреву в течение примерно 4 миллиардов лет, то Европа, другой спутник Юпитера, подверглась бы приливному нагреву в течение такой же продолжительности из-за их орбитального резонанса.
Океан Европы может быть таким же древним, как Солнечная система, подобно вулканической активности Ио. Это означает, что потенциальная внеземная жизнь на Европе могла иметь больше времени для развития по сравнению с Землей.
Подробнее
На спутнике Юпитера Ио временная атмосфера сохраняет больше истории спутника, чем его твердая поверхность. Новые потоки лавы упорно скрывают любые следы прошлого Ио.
Де Клиер объясняет это как загадку: «Мы можем видеть только последний миллион лет его истории, что является незначительным отклонением на геологических временных линиях», — говорит он. «Поэтому нам остается задаться вопросом, что он делал в то время и как он принял свою нынешнюю форму».
Иногда единственный выход учёных — проявить творческий подход.
Знаменитые вулканы Ио (их более 400) выбрасывают сернистый газ из глубины недр Луны высоко в ее желтовато-коричневое небо. В верхних слоях атмосферы Ио быстродвижущиеся частицы, попавшие в магнитное поле Юпитера, отрывают газ от Ио. А более легкие молекулы – те, которые содержат более легкие и меньшие по размеру изотопы серы – имеют тенденцию отщепляться первыми.
Со временем более крупные молекулярные структуры возвращаются на поверхность Ио, скрываясь под новыми слоями застывшей лавы и смешиваясь с расплавленными камнями во вновь образовавшейся магме. В конце концов, они становятся частью нового извержения вулкана. Этот процесс повторялся в течение миллиардов лет, в результате чего запасы серы на Ио перерабатывались до самых тяжелых молекул.
Де Клир и ее команда определили соотношение более тяжелых изотопов и более легких в атмосфере Ио и оценили, сколько времени понадобится вулканическому спутнику, чтобы разделить свою атмосферу на эти соотношения. Результат составил примерно 4,57 миллиарда лет, что совпадает с возрастом Юпитера и его спутников. По сути, атмосфера Ио подвергалась дистилляции с момента ее возникновения 4,57 миллиарда лет назад.
Был ли когда-нибудь на Ио океан?
По словам де Клира, впереди множество расследований относительно Ио и его скрытого прошлого. Один интригующий вопрос, для решения которого, вероятно, потребуется новое космическое путешествие, вращается вокруг того, напоминал ли Ио когда-то по внешнему виду своих ледяных собратьев Ганимеда и Европу.
В настоящее время на Ио, одном из крупнейших спутников Юпитера, не хватает воды и углекислого газа, поскольку эти газы ранее испарились с его раскаленной поверхности. Напротив, Европа, Ганимед и Каллисто – самые отдаленные из четырех крупнейших спутников Юпитера – характеризуются прочными ледяными панцирями, окружающими под своей поверхностью обширные океаны, наполненные бурной жидкой водой.
Де Клир задается вопросом, не хватает ли Ио определенной особенности из-за того, что он образовался за линией снега, где вода не могла конденсироваться, или когда-то на нем был океан, который исчез. Чтобы найти ответ, ученые могут оценить соотношение водорода и дейтерия. Этот метод помог обнаружить жидкую воду на Марсе и Венере.
Проблема возникает в том, что Ио из-за недостаточных запасов водорода не позволяет использовать для измерений такие инструменты, как ALMA. В качестве альтернативы, вместо этого исследовательскому космическому кораблю необходимо было бы получить образцы атмосферы с Ио.
Будущее беспокойной Луны
Ио, самое нестабильное место нашей Солнечной системы, вероятно, в ближайшем будущем испытает такую же взрывную активность. Угроза титулу Ио как самого вулканического места не кажется непосредственной; его орбитальное выравнивание с Ганимедом и Европой обеспечивает постоянные внутренние беспорядки на протяжении миллиардов лет. Однако, когда Солнце в конце концов встретит свой конец примерно через 5 миллиардов лет, вулканы Ио могут обрести новый вид.
I. Спутник Ио каждую секунду выделяет примерно одну тонну серы – главным образом из-за раздражающей магнитосферы Юпитера и ее энергичных частиц. Следовательно, это может привести к довольно теплой Луне, но не такой взрывоопасной.
По словам де Клира, запасы серы на Ио будут исчерпаны задолго до того, как у Солнца закончится топливо и оно расширится. Хотя солнечное тепло будет продолжать плавить породы на Ио, именно газы, растворенные в магме, в первую очередь заставляют магму подниматься на поверхность. Следовательно, в будущем внешний вид Ио может кардинально измениться.
Смотрите также
- Домоседы выбирают эти дешевые вещи, которые делают ваш дом намного лучше
- Trainspotting – стальная книга 4K UHD/BLU-RAY
- 55 странных и дешевых вещей, о которых вы не знали, которые сделают ваш дом намного лучше
- Климатологи утверждают, что пришло время планировать худшее потепление
- Может ли стресс действительно вызвать седину?
- Почему мы не можем отказаться от диетической колы? Напиток взламывает наш мозг разными способами
- «Вторжение» — ОГРАНИЧЕННАЯ ВЕРСИЯ 4K UHD / BLU-RAY
- «Мы любим тебя и очень по тебе скучаем»: дети Дидди чтят покойную маму Ким Портер в ее шестую годовщину смерти
- «Мандалорец»: 5 способов использования хорошего повествования, меняющих правила игры
- 60 незаметных вещей с почти идеальными отзывами на Amazon, которые вы захотите получить скорее
2024-04-18 16:47