С помощью космического телескопа Джеймса Уэбба сделано важное открытие в изучении спутника Юпитера Ио, самого вулканически активного тела в нашей Солнечной системе. Мощное гравитационное воздействие Юпитера и соседних лун постоянно растягивает и сжимает Ио, разогревая ее недра и порождая сотни активных вулканов. Новые наблюдения в ближнем инфракрасном диапазоне позволили международной группе исследователей под руководством Имке де Патер из Калифорнийского университета в Беркли сделать ряд фундаментальных открытий.
В ноябре 2022 года телескоп зафиксировал чрезвычайно мощное извержение в районе лавового поля Канехекили. Анализ данных впервые показал, что вулканы Ио испускают возбужденную форму оксида серы, что подтвердило гипотезу, выдвинутую учеными два десятилетия назад. Одновременно было отмечено увеличение теплового излучения от гигантского лавового озера Локи Патера, вызванное погружением его остывшей корки в расплавленную магму. Спустя девять месяцев, в августе 2023 года, ученые получили новую возможность изучить эти же регионы, когда Ио находилась в тени Юпитера. Это уникальное положение позволило зафиксировать излучение на длинах волн, которые обычно скрыты солнечным светом.
Сравнительный анализ данных выявил серьезные изменения. Потоки лавы в регионе Канехекили распространились на площадь более 4300 квадратных километров, что примерно в четыре раза превышает показатели 2022 года. В лавовом озере Локи Патера образовалась и остыла новая кора, что соответствует его циклическому поведению, наблюдаемому десятилетиями. Однако главным открытием стало обнаружение выбросов сернистого газа в атмосфере Ио. В отличие от оксида серы, который концентрировался над вулканическими регионами, сернистый газ был равномерно распределен по части северного полушария.
Этот факт указывает на то, что сера в атмосфере имеет не вулканическое происхождение. Основным источником служат электроны из плазменного тора Ио — области вокруг ее орбиты, насыщенной заряженными частицами. Эти электроны проникают в атмосферу, состоящую преимущественно из диоксида серы, и возбуждают атомы серы при столкновении. Угол наблюдений Уэбба и положение северного полушария относительно плазменного тора объясняют, почему обнаруженные выбросы были сконцентрированы именно там. Совместный анализ с данными обсерватории Кека и телескопа Хаббл подтверждает, что система взаимодействия плазменного тора с атмосферой Ио остается стабильной на протяжении десятилетий.
Ранее ученые рассказали, можно ли обнаружить жизнь в облаках атмосфер экзопланет.
