Зонд «Юнона» впервые заглянул под поверхность Ио: температура на глубине оказалась намного выше

Ио — самый вулканически активный объект во всей Солнечной системе. Его поверхность буквально усеяна действующими вулканами, извергающими лаву и сернистые газы. Однако до недавнего времени ученые могли оценивать температуру лишь самого верхнего слоя спутника — с помощью инфракрасных приборов. Теперь, благодаря данным микроволнового радиометра MWR, установленного на борту зонда «Юнона», исследователи впервые заглянули под поверхность Ио.

Как «Юнона» измерила тепло из глубин

Во время двух пролетов мимо Ио — в конце 2023 и начале 2024 года — прибор MWR регистрировал естественное микроволновое излучение спутника. Разные длины волн позволили «увидеть» слои от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров в глубину. Анализ показал, что температура под поверхностью растет гораздо быстрее, чем можно было бы объяснить нагревом солнечными лучами. Во всех изученных областях на глубине нескольких метров она была выше поверхностной более чем на 20 градусов Цельсия. Это означает, что значительная часть тепла поступает изнутри.

Ученые предложили два сценария, объясняющих полученные данные. Согласно первому, энергия равномерно проходит через верхние слои коры, создавая тепловой поток от 1 до 3 ватт на квадратный метр. Второй сценарий предполагает, что основной вклад вносят многочисленные горячие участки — молодые лавовые потоки или вулканические очаги, скрытые под затвердевшей коркой толщиной около 10 метров. По оценкам, такие области могут занимать примерно десятую часть поверхности Ио.

Природа вулканизма Ио: не радиоактивность, а приливные силы

В отличие от Земли, где главным источником внутреннего тепла служит радиоактивный распад, недра Ио разогреваются за счет приливных сил. Мощное притяжение Юпитера постоянно деформирует спутник во время движения по орбите, вызывая трение в его недрах. Этот механизм и поддерживает непрерывную вулканическую активность.

Интересной оказалась и структура самой поверхности. По характеру отражения микроволн выяснилось, что на расстояниях порядка сотни километров поверхность гораздо ровнее, чем можно предположить по снимкам с орбиты. Кроме того, верхний слой обладает необычно низкой плотностью — скорее как у пемзы или рыхлого вулканического пепла, нежели у сплошной вулканической породы.

Результаты исследования, опубликованные в журнале Journal of Geophysical Research: Planets, важны не только для понимания природы Ио. Микроволновые наблюдения открывают возможность изучать скрытое распределение тепла в недрах других планет и лун. В перспективе подобные методы могут найти применение и при исследовании вулканических районов на Земле.