کشف دریاچه‌ای شیشه‌ای از گدازه‌های آتش‌فشانی در قمر آیو توسط ناسا

1

در میان تمام قمرهای منظومه شمسی، «آیو» متعلق به سیاره مشتری جایگاه ویژه‌ای دارد. این قمر کوچک اما پرجنب‌وجوش، با دریاچه‌های گدازه درخشان و آتشفشان‌هایی که گوگرد و مواد مذاب را تا ارتفاع زیادی پرتاب می‌کنند، یکی از خشن‌ترین و فعال‌ترین محیط‌های طبیعی در منظومه شمسی به شمار می‌رود.

این چشم‌انداز جهنمی باعث شده که آیو توجه بسیاری از دانشمندان را به خود جلب کند، چراکه به عنوان پنجره‌ای به درک فرآیندهای عمیق درونی سیاره مشتری در نظر گرفته می‌شود. مأموریت فضایی «جونو» که توسط ناسا اجرا می‌شود، به دانشمندان این امکان را داده تا این فرآیندها و تأثیر آن‌ها را نه فقط بر آیو بلکه بر کل منظومه قمرهای مشتری بررسی کنند.

آتش‌فشان‌ها و دریاچه‌های گدازه‌ای آیو

فعال‌ترین قمر آتش‌فشانی منظومه شمسی

آیو پرآتش‌فشان‌ترین جرم آسمانی در کل منظومه شمسی است. گرانش قوی مشتری، همراه با فشارهای مداوم از سوی دیگر قمرهای نزدیک، باعث ایجاد حرارت شدید در زیر سطح آیو می‌شود. این حرارت عامل فوران‌هایی است که مواد آتش‌فشانی را تا صدها مایل دورتر پرتاب می‌کنند.

این فعالیت‌ها همچنین دلیل رنگ‌های زرد، قرمز و سفید آیو هستند که ناشی از گوگرد و جریان‌های آتش‌فشانی‌اند. با اینکه منظره‌های آیو بسیار جذاب و رنگارنگ‌اند، محیط آن به شدت سمی، دارای اتمسفری نازک و پر از پرتوهای مضر است.

منظره جهنمی ثبت‌شده توسط فضاپیمای جونو

بازسازی سطح آیو در اثر فوران‌های مداوم

فوران‌های پیاپی باعث می‌شود سطح آیو دائماً تغییر کند. در یک لحظه ممکن است کوه‌هایی از گدازه سردشده پدیدار شوند و در لحظه‌ای دیگر با یک انفجار جدید ناپدید شوند. این ترکیب از گوگرد مذاب و صخره‌های داغ منظره‌ای چرخان و متغیر ایجاد کرده که از زمان اولین مأموریت‌های پروازی، ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده است.

جونو که از سال ۲۰۱۱ در مدار مشتری قرار دارد، در دو پرواز نزدیک، اولین تصاویر دقیق از مناطق شمالی آیو را ثبت کرد و در فاصله‌ای حدود ۱۵۰۰ کیلومتری از سطح این قمر قرار گرفت.

کشف شگفت‌انگیز؛ دریاچه‌ای صاف مثل شیشه در آیو

دریاچه لاوای لوکی پاترا

اسکات بولتون، محقق اصلی پروژه جونو، از کشف یک دریاچه گدازه‌ای بسیار صاف و شفاف به نام لوکی پاترا خبر داد؛ دریاچه‌ای به طول ۲۰۰ کیلومتر که به نظر می‌رسد سطح آن به صیقلی بودن شیشه باشد، درست مانند شیشه‌های آتشفشانی (ابسیدیان) که در زمین تشکیل می‌شوند.

این دریاچه دارای جزایری در داخل خود است که در میانه‌ی یک گودال آتش‌فشانی قرار دارند و با گدازه‌های داغ احاطه شده‌اند. بازتاب نور از سطح این دریاچه، ویژگی‌هایی از خنک شدن سریع سطح را نشان می‌دهد. همچنین این نواحی شیشه‌ای، کنتراست چشمگیری با ساختارهای جزیره‌مانند ایجاد کرده‌اند.

اولین نگاه به قطب جنوب آیو

بررسی دمای سطح با رادیومتر مایکروویو

دانشمندان با استفاده از ابزار «رادیومتر مایکروویو» (MWR)، نقشه‌برداری حرارتی سطح آیو را انجام دادند. نتایج نشان داد که قطب‌های آیو نسبت به عرض‌های میانی آن سردتر هستند؛ این یافته تأیید می‌کند که فعالیت‌های آتش‌فشانی عمدتاً در نواحی میانی متمرکز است.

جالب اینکه، داده‌ها همچنین نشان می‌دهند که سطح آیو هموارتر از دیگر قمرهای بزرگ مشتری است. این نوع نقشه‌برداری حرارتی اطلاعات عمیق‌تری از زیر سطح در مقایسه با دوربین‌های نوری در اختیار دانشمندان می‌گذارد.

گردبادهای قطبی در مشتری

مشاهده تفاوت ساختاری گردبادها

در طی مأموریت تمدید شده جونو، این فضاپیما توانست به قطب شمال مشتری نزدیک‌تر شود و جزئیاتی از گردبادهای عظیم این سیاره ثبت کند. استیو لوین، دانشمند پروژه جونو در ناسا، بیان کرد که یک گردباد مرکزی در قطب شمال مشتری هم در تصاویر مادون قرمز و هم در تصاویر مرئی به وضوح دیده می‌شود، اما در داده‌های مایکروویو، شدت بسیار کمتری دارد.

این تفاوت نشان می‌دهد که ساختار زیرسطحی این گردباد با سایر طوفان‌های اطراف متفاوت است. تیم MWR همچنان داده‌های بیشتری جمع‌آوری می‌کند تا نقشه‌ای سه‌بعدی و دقیق از این طوفان‌های قطبی بسازد.

کاوش برای یافتن آب در مشتری

ردیابی اکسیژن و هیدروژن

یکی از اهداف اصلی علمی جونو، کشف میزان آب در جو مشتری است. این پروژه به‌دنبال یافتن آب مایع نیست، بلکه تمرکز آن روی یافتن میزان اکسیژن و هیدروژن موجود است تا بتوان شکل‌گیری منظومه شمسی را بهتر درک کرد.

در سال ۱۹۹۵، فضاپیمای گالیله برای نزدیک به یک ساعت جو مشتری را نمونه‌برداری کرد، اما داده‌های آن نشان‌دهنده منطقه‌ای تقریباً خشک بود؛ چیزی که با مدل‌های رایانه‌ای قبلی تناقض داشت. اما اکنون، با استفاده از داده‌های MWR، مشخص شده که در ناحیه استوایی مشتری، میزان آب بین سه تا چهار برابر بیشتر از مقدار خورشیدی (نسبت به هیدروژن) است.

به گفته بولتون، این بدان معناست که گالیله به‌طور تصادفی وارد منطقه‌ای خشک و کویری‌شکل شده بود. یافته‌های جدید همچنین نشان می‌دهند که ممکن است مواد یخی غنی از آب، عناصر سنگین را در زمان شکل‌گیری مشتری تأمین کرده باشند.

گام بعدی چیست؟

اطلاعات به‌دست‌آمده از ادامه مأموریت جونو به دانشمندان امکان می‌دهد تا میزان آب در قطب‌های مشتری را با نواحی استوایی مقایسه کنند. همچنین ممکن است جزئیات جدیدی از ساختار داخلی و رقیق هسته مشتری آشکار شود.

این مأموریت همچنان به تولید اطلاعات شگفت‌انگیز درباره بزرگ‌ترین سیاره منظومه شمسی و قمر آتشین آن، آیو، ادامه می‌دهد؛ قمری که علی‌رغم اندازه کوچک خود، به هیچ وجه قابل چشم‌پوشی نیست.