Pod sicer pepelnato pokrajino skrivnostnega naravnega satelita se skriva nekaj, kar v prvi vrsti spominja na čisto pravi pekel.
Nasina sonda Juno je prvič neposredno izmerila temperaturo pod površjem Jo, najbolj notranjega od štirih Galilejevih naravnih satelitov Jupitra in obenem najbolj vulkansko dejavnega sveta v Osončju. Meritve so razkrile izrazito segrevanje že v plitvih plasteh njene skorje in znanstvenikom ponudile nov pogled na potovanje toplote iz globin proti površju. Ugotovitve so bile julija letos objavljene v reviji Journal of Geophysical Research: Planets.
Jo, ki so jo odkrili že davnega leta 1610, je posejana s stotinami dejavnih ognjenikov, njen izjemni vulkanizem pa poganja plimsko segrevanje. Med gibanjem po rahlo eliptični orbiti jo mogočna Jupitrova gravitacija nenehno razteza in stiska, pri tem pa se v njeni notranjosti ustvarjajo ogromne količine toplote.
Jo presenetila celo raziskovalno skupino
Doslej so znanstveniki ta proces opazovali predvsem z infrardečimi instrumenti, ki zaznavajo temperaturo na sami površini ali toploto, ki uhaja skozi vulkanske izbruhe. Juno pa je zdaj s svojim mikrovalovnim radiometrom MWR prvič pogledala pod kamnito skorjo in zaznala toploto, ki se dviga iz notranjosti.
Mikrovalovni radiometer sicer prvotno ni bil izdelan za raziskovanje lun. Scott Bolton, glavni raziskovalec odprave Juno pri Southwest Research Institute v San Antoniu, ga je zasnoval za prodiranje skozi Jupitrove oblake ter preučevanje dinamike in sestave globokih plasti njegovega ozračja.
Instrument sestavlja šest anten, ki sočasno zaznavajo mikrovalove z valovnimi dolžinami od 1,3 do 51 centimetrov. Različne valovne dolžine prodrejo različno globoko, zato lahko raziskovalci z njimi preučujejo plasti od neposredne bližine površja do več metrov globine. V podaljšanem delu odprave so instrument usmerili tudi proti trem Galilejevim lunam – Ganimedu, Evropi in Jo. Pri ledenih Ganimedu in Evropi so mikrovalovi omogočili vpogled globoko pod površje, sposobnost instrumenta, da prodre tudi v vulkansko kamnino Jo, pa je presenetila celo raziskovalno skupino.
"Tehnika je nova, saj vsaka valovna dolžina raziskuje drugačno globino, kar nam ponuja nov način preučevanja globokih atmosfer velikanskih planetov ter podpovršinskih skorij ledenih in kamnitih lun," je pojasnil Bolton. Radiometer je toplotno sevanje Jo meril od plasti tik pod površjem do globin več metrov. Na vseh pregledanih območjih se je temperatura že v prvih nekaj metrih povečala za več kot 22 stopinj Celzija.
Številni skriti tokovi
Po besedah vodilne avtorice raziskave Shannon Brown iz Nasinega laboratorija za reaktivni pogon v južni Kaliforniji gre za precej strmejši temperaturni gradient, kot bi ga bilo mogoče pojasniti zgolj s segrevanjem zaradi Sonca. Znanstveniki za zaznani pojav ponujajo dve mogoči razlagi. Po prvi se toplota iz notranjosti enakomerno dviga skozi prevodno skorjo.
Izmerjeni toplotni tok znaša od enega do treh vatov na kvadratni meter, kar se na majhnem območju zdi razmeroma malo; približno toliko, kot če bi pod vsakim kvadratnim metrom svetila šibka nočna svetilka. Toda na ravni celotne lune bi Jo tako oddajala do 30-krat več toplote od povprečnega toplotnega toka Zemlje. Druga možnost je, da je radiometer zaznal ohlajajoče se tokove lave, prekrite z od devet do enajst metrov debelo plastjo strjene skorje. Takšni skriti tokovi bi lahko v vsakem trenutku prekrivali približno deset odstotkov površja Jo.
Katera razlaga je pravilna, za zdaj ni mogoče zanesljivo določiti. Meritve so namreč omejene na območja, ki jih je Juno preletela med dvema bližnjima srečanjema, zato celovit zemljevid toplote pod površjem lune še ne obstaja. Ne glede na natančen izvor signala podatki potrjujejo, da plimsko segrevanje ne poganja le izbruhov na površju, temveč pušča jasno zaznavno sled tudi v plitvi skorji. "Do zdaj smo lahko opazovali le toploto, ki je uhajala skozi površje ali vulkanske izbruhe. Zdaj lahko ugotavljamo, kako se premika iz notranjosti proti površju," je poudaril Bolton.
Plimsko segrevanje je pomembno tudi daleč zunaj Jo. Podoben proces namreč zagotavlja energijo svetovom, ki so daleč od svoje zvezde, ter najverjetneje ohranja podpovršinske oceane na Jupitrovih lunah Evropi in Ganimedu. Jo tako znanstvenikom ponuja edinstven naravni laboratorij za razumevanje pojava, ki lahko v enem primeru ustvari vulkanski pekel, v drugem pa pod ledeno skorjo ohranja tekočo vodo.
Kot Velike planjave v Severni Ameriki
Meritve so razkrile še eno nepričakovano značilnost Jo. Čeprav je luna znana po visokih gorah, je velik del njene površine presenetljivo raven. Radiometer je zaznal obsežna gladka območja, dolga 100 kilometrov ali več. Brown jih je primerjala z Velikimi planjavami v Severni Ameriki, iz katerih se dvigajo posamezne gore.
Čeprav je Jo kamnito telo, ima material na njeni površini zelo nizko gostoto. Bolj kot na trdno skalo spominja na plovec ali rahel, puhast vulkanski pepel. Takšna porozna plast bi lahko vplivala tudi na način prenosa toplote. Znanstveniki domnevajo, da bi podoben mikrovalovni instrument nad delujočim vulkanom na Zemlji morda zaznal primerljiv temperaturni gradient in s tem ponudil dodatne informacije o dogajanju pod površjem zemeljskih ognjenikov.
Juno je tako z instrumentom, prvotno namenjenim raziskovanju Jupitra, opravila prvo nekakšno toplotno slikanje notranjosti Jo. Meritve še ne razkrivajo celotne podobe, toda prvič kažejo, da vročina najbolj vulkanske lune Osončja ni omejena na izbruhe in tokove lave, ki jih lahko vidimo od daleč. Njen odtis ostaja zapisan tudi globoko pod pepelnato površino.
