Siarka, siarka, wszędzie siarka. Wulkaniczny księżyc Jowisza to istne piekło
Po wielu latach astronomom w końcu udało się spojrzeć w zupełnie nowy sposób na rzadką atmosferę Io. Najbardziej wulkanicznego obiektu w Układzie Słonecznym.
Czym jest Io?
Io to jeden z czterech tak zwanych księżyców galileuszowych odkrytych w 1610 r. przez Galileusza. Jest on nieznacznie większy (średnica 3642 vs 3476 km) od ziemskiego Księżyca i okrąża swoją planetę, Jowisza, w odległości 421 800 km. Z uwagi na silne oddziaływania pływowe nie tylko ze strony Jowisza, ale także ze strony trzech pozostałych księżyców galileuszowych: Europy, Ganimedesa i Kalisto, wnętrze tego księżyca jest bezustannie rozciągane i naprężane.
Nic więc zatem dziwnego, że jego powierzchnia usiana jest ponad czterema setkami aktywnych wulkanów, które bezustannie wyrzucają do atmosfery ogromne ilości dwutlenku siarki.
Atmosfera Io podczas zaćmienia
Astronomowie postanowili przyjrzeć się Io za pomocą radioteleskopu ALMA, który umożliwił im obserwowanie księżyca w zakresie radiowym podczas zaćmienia. Najprościej mówiąc, księżyc, okrążając Jowisza, przez pewien czas chowa się w cieniu rzucanym przez swoją planetę macierzystą i nie jest wtedy wystawiony na działanie promieni słonecznych.
Astronomowie od dawna wiedzieli, że stosunkowo rzadka atmosfera księżyca jest pełna dwutlenku siarki. Problemem jednak zawsze było określenie, ile z tej siarki jest na bieżąco wyrzucane z wulkanów, a ile jest dwutlenkiem siarki ulatniającym się z powierzchni pod wpływem ogrzewania przez promienie słoneczne. Gdyby udało się oddzielić od siebie te dwa źródła, naukowcy mogliby ustalić jak intensywnie wulkany zasilają atmosferę Io.
Dwutlenek siarki odparowuje z powierzchni Io w 10 minut po wyjściu księżyca z cienia planety
Przez ten dość krótki okres temperatura spada poniżej temperatury zamarzania dwutlenku siarki i ulega on kondensacji na powierzchni księżyca. Gdy wychodzi on z cienia, taki zamarznięty dwutlenek siarki błyskawicznie, bo w ciągu zaledwie 10 minut, wraca do atmosfery.
Cień Jowisza okazał się bardzo pożyteczny dla naukowców. W danych z ALMA wyraźnie widoczne są istne gejzery dwutlenku siarki i tlenku siarki emitowane przez wulkany. Jakby tego było mało, w przypadku kilku wulkanów okazało się, że nie wyrzucają one dwutlenku siarki, ale chlorek potasu, co może wskazywać, że zasilane są one przez innego rodzaju lawę.
ALMA wykazała, że aż 30-50 proc. dwutlenku siarki w atmosferze pochodzi bezpośrednio z wulkanów. Należy tutaj jednak zauważyć, że atmosfera Io jest bardzo specyficzna. Wskutek intensywnych interakcji z polem magnetycznym Jowisza, duża część atmosfery ucieka w przestrzeń kosmiczną (w tempie jednej tony na sekundę) i tworzy swego rodzaju pierścień plazmy krążącej wokół Jowisza. Dzięki temu, choć wulkany bezustannie emitują ogromne ilości gazów z wnętrza planety do atmosfery, to atmosfera księżyca i tak pozostaje bardzo rzadka.
