Зонд «Юнона» впервые измерил температуру под поверхностью вулканической луны Ио

Впервые исследователям удалось заглянуть под поверхность Ио — самого активного вулканического мира Солнечной системы — не прибегая к посадке зонда. Измерения, выполненные аппаратом «Юнона», свидетельствуют, что на малых глубинах температура заметно превышает поверхностную, а внутреннее тепло спутника активно просачивается наружу.

Впервые исследователям удалось заглянуть под поверхность Ио — самого активного вулканического мира Солнечной системы — не прибегая к посадке зонда. Измерения, выполненные аппаратом «Юнона», свидетельствуют, что на малых глубинах температура заметно превышает поверхностную, а внутреннее тепло спутника активно просачивается наружу.

Ио издавна служит естественной лабораторией для изучения вулканических процессов. В отличие от Земли, где главным генератором тепла выступает радиоактивный распад, недра этого спутника разогреваются благодаря приливному взаимодействию с Юпитером. Гравитационное поле гиганта деформирует Ио при каждом обороте, порождая трение в его внутренних слоях.

В результате поверхность Ио покрыта сотнями действующих вулканов, извергающих лаву и сернистые газы практически непрерывно. До недавнего времени ученые могли оценивать лишь температуру самого верхнего слоя, регистрируемую инфракрасными датчиками. Новый подход позволил проникнуть в глубину.

В основе работы лежат данные микроволнового радиометра MWR, установленного на борту «Юноны». Во время двух близких пролетов мимо Ио — в конце 2023-го и начале 2024 года — прибор фиксировал естественное микроволновое излучение спутника. Различные длины волн дают возможность зондировать слои от сантиметров до десятков метров, что позволило составить тепловую карту недр.

Анализ показал, что температура с глубиной возрастает значительно быстрее, чем можно было бы ожидать от одного лишь солнечного нагрева. Во всех исследованных областях уже на глубине нескольких метров она превышала поверхностную более чем на 20 °C. Это убедительно доказывает, что значительная доля тепла поступает из внутренних источников.

Для интерпретации данных ученые предложили два сценария. Первый предполагает равномерный тепловой поток через верхнюю кору мощностью от одного до трех ватт на квадратный метр. Второй связывает аномалии с многочисленными горячими зонами — молодыми лавовыми потоками или скрытыми под затвердевшей коркой (толщиной около 10 м) вулканическими очагами. Такие участки, по оценкам, могут занимать до десятой части поверхности Ио.

Не менее любопытной оказалась и структура верхнего слоя. По характеру отражения микроволн выяснилось, что на масштабах порядка сотни километров поверхность значительно ровнее, чем можно судить по орбитальным снимкам. Кроме того, плотность этого слоя крайне низка — она напоминает пемзу или рыхлый вулканический пепел, а не сплошную застывшую породу.

Полученные результаты важны не только для понимания природы Ио. Микроволновое зондирование открывает новые горизонты в изучении скрытого теплового баланса других планет и их спутников. В будущем аналогичные методы могут найти применение и при исследовании активных вулканических областей на Земле.