على الرغم من أن بعثتي الفضاء فوييجر وغاليليو لاحظتا دليلاً على نشاط بركاني على أيو ، فقد كان عمودًا أزرق باهتًا على حافة طرف أيو في صورة محسنة للغاية من فوييجر التي قدمت لأول مرة دليلاً على طبيعة القمر المضطرب.
هل تتخيل نفسك فلكي كرسي بذراعين؟ صعدت مجموعة من الباحثين في كاليفورنيا هذا الأمر من خلال مراقبة الانفجارات البركانية الشديدة على أغرب قمر المشتري Io من راحة منزلهم.
Io ، الأعمق من أكبر أربعة أقمار حول المشتري ، أو أقمار الجليل ، هو الجسم الأكثر نشاطًا بركانيًا في النظام الشمسي مع أكثر من 400 براكين نشطة تبصق أعمدة من الكبريت وثاني أكسيد الكبريت. يعتقد العلماء أن شد الحبل الثقالي مع المشتري هو أحد أسباب براكين أيو الشديد. يشير الباحثون إلى أن معظم العمليات ليست مفهومة جيدًا. في حين لا يمكن رؤية ثورات Io مباشرة من الأرض ، فقد توصل فريق بقيادة فرانك Marchis ، وهو باحث في مركز Carl Sagan في معهد SETI ، إلى مزيج فريد من صفائف التلسكوب الأرضية وصور الأرشيف من Voyager و جاليليو يبحث ، وفقا لبيان صحفي. أعلن الفريق عن النتائج التي توصلوا إليها في اجتماع شعبة علوم الكواكب لعام 2012 اليوم في رينو ، نيفادا.
يقول مارشيز: "منذ ملاحظتنا الأولى لـ Io في عام 2001 باستخدام تلسكوب W.M Keck II بطول 10 أمتار من أعلى Mauna Kea في هاواي ونظام AO (البصريات التكيفية) ، أصبحت مجموعتنا متحمسة جدًا بشأن التكنولوجيا". "بدأنا أيضًا في استخدام AO في التلسكوب الكبير جدًا في تشيلي ، وفي تلسكوب Gemini North في هاواي. لقد تحسنت التكنولوجيا على مر السنين ، وجعلتها جودة الصورة وفائدتها لتلك الأدوات المعقدة جزءًا من مجموعة الأدوات الأساسية للتلسكوبات الكبيرة ".
يشير عمود أزرق باهت على صورة محببة ومعززة للغاية من Voyager 1 لأول مرة إلى الطبيعة الديناميكية لـ Io. أظهرت كاميرات فوييجر تضاريس غريبة من الحقول البركانية والبقع الداكنة والأعمدة النشطة. أطلق العلماء عليها اسم "بيتزا مون". لاحظ مسبار غاليليو التابع لناسا أكثر من 160 بركانًا نشطًا في مراحل مختلفة من الثوران خلال جولته المتعرجة لأكبر كوكب في النظام الشمسي.
لكن الصور الواضحة وضوح الشمس من غاليليو توقفت في عام 2003. تمثل مراقبة جسم بحجم القمر على مسافة لا تصدق من المشتري من الأرض تحديًا بسبب الضبابية التي يسببها الغلاف الجوي المثير للأرض. منذ عام 2001 ، تم تجهيز جميع المقاريب الكبيرة التي يتراوح طولها من 8 إلى 10 أمتار ببصريات متكيفة تناسب هذا التمويه. منذ عام 2003 ، جمع Marchis وفريقه حوالي 40 دورة من عمليات رصد Io في شبه الأشعة تحت الحمراء تظهر تفاصيل صغيرة على بعد 100 كيلومتر ، أو 60 ميلًا ، على سطح القمر.
تم رصد ملاحظات العديد من الانفجارات الساطعة والصغيرة بأطوال موجية قصيرة (~ 2.1 ميكرون) في الأعلى وأطوال موجية أطول (~ 3.2 ميكرون) في الأسفل منذ عام 2004 باستخدام تلسكوب W.Keck 10 أمتار (مايو 2004 ، أغسطس 2007 ، سبتمبر 2007 ، يوليو 2009) ، تلسكوب Gemini North بطول 8 أمتار (أغسطس 2007) ، وتلسكوب ESO VLT-Yepun بطول 8 أمتار (فبراير 2007) ، وجميعها مع أنظمة البصريات التكيفية الخاصة بها. يمكن رؤية التوقيع الحراري للانفجار Tvashtar بالقرب من القطب الشمالي على الصور التي تم جمعها في عام 2007. تمت مشاهدة ثوران جديد في بيلان باتيرا في أغسطس 2007. تم الكشف عن انفجار شاب ومشرق في لوكي باتيرا في يوليو 2009. هذا هو الأخير ثوران مشرق تم اكتشافه في المسح الخاص بنا ؛ منذ ذلك الحين ، كان النشاط البركاني لأيو هادئًا. الائتمان: F. Marchis
"كانت المركبة الفضائية قادرة فقط على التقاط لمحات عابرة من براكين Io ، و Voyager لبضعة أشهر ، و Galileo لبضع سنوات ، و New Horizons لبضعة أيام. من ناحية أخرى ، يمكن أن تستمر الملاحظات الأرضية في مراقبة براكين أيو على مدى نطاقات زمنية طويلة. كلما زاد عدد التلسكوبات التي تنظر إلى Io ، كلما حصلنا على تغطية زمنية أفضل ". قالت جولي راثبون من جامعة ريدلاندز ، عالمة الكواكب التي لم تشارك مباشرة في هذه الدراسة ولكنها أجرت رصدًا لـ Io باستخدام تلسكوب ناسا IRTF 3 متر لأكثر من 15 عامًا. "تعتبر مشاهدات AO من مقاريب من فئة 8-10 م تحسينًا كبيرًا في الاستبانة المكانية مقارنة بالملاحظات الأرضية السابقة. قريبًا لن تكون طريقنا الوحيد لرصد براكين أيو فحسب ، بل الطريقة الأفضل أيضًا. يجب أن نقوم بهذه الملاحظات في كثير من الأحيان ".
محاكاة ملاحظات Io باستخدام تلسكوب W.Keck ونظام AO الحالي ، ونظام AO من الجيل التالي مثبت على تلسكوب W. Keck (KNGAO) ، وتلسكوب الثلاثين متر (TMT) المجهز بنظام AO (NFIRAOS) . تبلغ الدقة المكانية لمركز Io التي توفرها أنظمة AO هذه 140 كم و 110 كم و 35 كم على التوالي في النطاق H (1.6 ميكرون). يمكن الكشف عن مركزين ثوريين صغيرين يحملان اسم A & B فقط على ملاحظات TMT. اكتشفت أداة KNGAO ألمع الاندفاع المسمى A. Marchis
وفقًا للفريق ، تكشف الملاحظات عن سلسلة من الانفجارات الشابة والحيوية تسمى الانفجارات. هذه الأحداث تبرز تشير إلى ارتفاع درجة حرارة الاندفاع. من قبيل الصدفة ، لاحظ الفريق استيقاظ بركان تفشتار بينما كانت نيو هورايزونز تقذف كوكب المشتري في طريقها إلى بلوتو. استمر الثوران من أبريل 2006 إلى سبتمبر 2007. تظهر الملاحظات القديمة من غاليليو نمط ثوران مماثل في عام 1999 يستمر لمدة 15 شهرًا.
قال اشلي ديفيز عالم البراكين في مختبر الدفع النفاث ، معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، وعضو في الدراسة: "إن مدى عرض هذه البراكين يشير إلى إعادة شحن منتظمة لغرف تخزين الصهارة". "سيتيح لنا ذلك نمذجة عملية الاندفاع وفهم كيفية إزالة الحرارة من الجزء الداخلي العميق من أيو من خلال هذا النمط الخاص من النشاط البركاني."
وجد الفريق أربع انفجارات إضافية بما في ذلك بركان نشط لم تتم ملاحظته سابقًا في عام 2004. وشكل الانفجار المتفرق الجديد حوالي 10 في المائة من متوسط الإنتاج الحراري ل Io ، وفقًا لـ Marchis. كان الانفجار أكثر نشاطًا من تفشتار في عام 2001. وبينما يواصل الفريق دراسة Io ، فقد لاحظوا أنه منذ سبتمبر 2010 ، كان القمر النشط بجنون هادئًا في الغالب. تنتشر في أنحاء العالم عشرات الانفجارات الدائمة أو المنخفضة لدرجة الحرارة ، لكن الفريق لم يكتشف الانفجارات الشابة على غرار نافورة النار التي شوهدت من قبل.
"إن القفزة العملاقة التالية في مجال علم الفلك الكوكبي هي وصول تلسكوبات المرآة العملاقة المجزأة ، مثل تلسكوب الثلاثين متر المتوقع أن يكون متاحًا في عام 2021. وسيوفر دقة مكانية تبلغ 35 كم في الأشعة تحت الحمراء القريبة ، أي ما يعادل الدقة المكانية للملاحظات العالمية التي اتخذتها المركبة الفضائية جاليليو. وقال مارشيز عند الإشارة إلى أيو ، ستوفر هذه المقاريب ما يعادل مركبة فضائية تطير من القمر الصناعي.
المصدر: SETI
