Wetenschappers van NASA's Juno-missie naar Jupiter hebben ontdekt dat de vulkanen op Jupiters maan Io waarschijnlijk elk worden aangedreven door hun eigen kamer van kolkend heet magma in plaats van één grote oceaan van magma onder het oppervlak. Deze ontdekking lost een 44 jaar oud mysterie op over de oorsprong van de meest opvallende geologische kenmerken van de maan. Een artikel over de bron van het vulkanisme van Io werd op donderdag 12 december 2024 gepubliceerd in het tijdschrift Nature. De bevindingen en andere wetenschappelijke resultaten van Io werden besproken tijdens een persconferentie in Washington op de jaarlijkse bijeenkomst van de American Geophysical Union, 's lands grootste bijeenkomst van wetenschappers op het gebied van aarde en ruimte.
Io is ongeveer zo groot als de maan van de aarde en staat bekend als het meest vulkanisch actieve lichaam in ons zonnestelsel. De maan herbergt naar schatting 400 vulkanen, die lava en pluimen uitstoten in schijnbaar voortdurende uitbarstingen die bijdragen aan de coating op het oppervlak. Galileo Galilei ontdekte de maan op 8 januari 1610, maar vulkanische activiteit werd pas in 1979 ontdekt, toen beeldvormend wetenschapper Linda Morabito van NASA's Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië voor het eerst een vulkanische pluim identificeerde op een foto van de Voyager 1 ruimtesonde. “Sinds Morabito's ontdekking hebben planeetwetenschappers zich afgevraagd hoe de vulkanen gevoed werden door de lava onder het oppervlak,” zegt Scott Bolton, hoofdonderzoeker van Juno aan het Southwest Research Institute in San Antonio. “Was er een ondiepe oceaan van witheet magma die de vulkanen van brandstof voorzag, of was hun bron meer lokaal? We wisten dat de gegevens van de twee zeer nabije vluchten van Juno ons inzicht konden geven in hoe deze gekwelde maan eigenlijk werkte.”
De Juno ruimtesonde maakte in december 2023 en februari 2024 extreem nabije vluchten naar Io, waarbij het tot op ongeveer 1.500 kilometer van zijn oppervlakte kwam. Tijdens deze naderingen communiceerde Juno met NASA's Deep Space Network en verzamelde zeer nauwkeurige Doppler-gegevens met twee frequenties, die werden gebruikt om de zwaartekracht van Io te meten door bij te houden hoe deze de versnelling van het ruimtetuig beïnvloedde. Deze gegevens werden gebruikt om de zwaartekracht van Io te meten door te volgen hoe deze de versnelling van het ruimtetuig beïnvloedde. Wat de missie leerde over de zwaartekracht van de maan leidde tot het nieuwe artikel door meer details te onthullen over de effecten van een fenomeen dat getijdenbuiging wordt genoemd.
Prins van Joviaanse getijden
Io staat extreem dicht bij de gigantische gasplaneet Jupiter en haar elliptische baan slingert haar elke 42,5 uur rond de gasreus. Als de afstand varieert, varieert ook de zwaartekracht van Jupiter, waardoor de maan onophoudelijk wordt samengedrukt. Het resultaat: een extreem geval van 'tidal flexing', wrijving door getijdenkrachten die interne warmte genereert. “Dit constante buigen creëert immense energie, waardoor delen van het inwendige van Io letterlijk smelten,” aldus Bolton. “Als Io een wereldwijde magma-oceaan heeft, wisten we dat de vervorming door getijden veel groter zou zijn dan bij een stijver, grotendeels vast binnenste. Afhankelijk van de resultaten van Juno's onderzoek van Io's zwaartekrachtveld, zouden we dus kunnen zien of er een magma-oceaan onder het oppervlak schuilgaat.”
“Juno's ontdekking dat getijdenkrachten niet altijd wereldwijde magma-oceanen creëren, zet ons niet alleen aan tot heroverweging van wat we weten over het inwendige van Io,” zegt hoofdauteur Ryan Park, een Juno-co-onderzoeker en supervisor van de Solar System Dynamics Group bij JPL. “Het heeft gevolgen voor ons begrip van andere manen, zoals Enceladus en Europa, en zelfs exoplaneten en superaardes. Onze nieuwe bevindingen bieden de mogelijkheid om opnieuw na te denken over wat we weten over de vorming en evolutie van planeten.” Er ligt nog meer wetenschap in het verschiet. De onbemande ruimtesonde maakte op 24 november zijn 66e wetenschappelijke flyby boven de mysterieuze wolkentoppen van Jupiter. De volgende nadering van de gasreus vindt plaats om 12:22 uur EST op 27 december 2024. Op het moment van de perijove, wanneer Juno's baan het dichtst bij het centrum van de planeet is, zal het ruimtetuig ongeveer 3.500 kilometer boven de wolkentoppen van Jupiter zijn en zal het 1,039 miljard kilometer hebben afgelegd sinds het de baan van de gasreus in 2016 binnenkwam. Het Juno-team vergeleek de Doppler-gegevens van hun twee flybys met waarnemingen van eerdere missies van het agentschap naar het Joviaanse systeem en van grondtelescopen. Ze vonden getijdevervorming die erop wijst dat Io geen ondiepe magma-oceaan heeft.
Bron: NASA
