Znajdź zawartość

Księżyc Jowisza, Io, to najbardziej aktywne pod względem wulkanicznym miejsce w Układzie Słonecznym. Naukowców z Kalifornijskiego Instytutu Technologiczno (Caltech), Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz (UCSC) oraz NASA interesowało, od jak dawna Io jest tak aktywny. Aby znaleźć odpowiedź, przeprowadzili pomiary izotopów siarki w gazowych formach SO2 i SO znajdujących się w atmosferze księżyca. Księżyce Io, Europa i Ganimedes krążą wokół Jowisza w rezonansie orbitalnym. Na każdą 1 orbitę ukończoną przez Ganimedesa, który jest najbardziej z nich trzech oddalony od planety, przypadają dokładnie 2 orbity Europy i 4 orbity Io. Księżyce wpływają na siebie nawzajem powodując, że ich orbity są eliptyczne. W związku z tym ciągłe zmiany siły oddziaływania Jowisza oraz oddziaływanie Ganimedesa i Europy powoduje, że Io jest ciągle rozciągany i ściskany, do wnętrza księżyca ciągle dostarczana jest energia, która obawia się niezwykle intensywnym wulkanizmem. Ta sama energia powoduje, że pod lodową powierzchnią Europy znajduje się ciekły ocean. Na Io nie ma wody, głównym składnikiem gazów wydobywających się podczas erupcji jest siarka. Dlatego też jego atmosfera składa się w 90% z dwutlenku siarki. W wyniku aktywności wulkanicznej gazy, które znajdują się przy powierzchni Io są ponownie wchłaniane do środka i ponownie wyrzucane do atmosfery. Atomy siarki na Io występują w kilku odmianach izotopowych. Mamy tam na przykład siarkę-32 i siarkę-34, które posiadają po 16 protonów, ale różnią się liczbą neutronów, których jest – odpowiednio – 16 i 18. Więcej neutronów powoduje, że atom jest cięższy. Z większym więc prawdopodobieństwem siarka-34 będzie gromadziła się przy powierzchni, a siarka-32 w górnych partiach atmosfery. W wyniku oddziaływania pola magnetycznego Jowisza Io traci atmosferę w tempie około 1 tony na sekundę. Ulatuje ona w przestrzeń kosmiczną. Jak wspomnieliśmy, w górnych partiach atmosfery gromadzi się siarka-32, więc ubywa jej nieproporcjonalnie dużo w porównaniu z siarką-34. Badając ile brakuje siarki-32 w stosunku do siarki-34 można policzyć, jak długo trwa wulkanizm na Io. Najpierw jednak trzeba wiedzieć, jaki był na początku stosunek obu izotopów do siebie. Z badań meteorytów, które są pozostałościami po okresie tworzenia się Układu Słonecznego, wiemy, że u zarania jego dziejów na 23 atomy siarki-32 przypadał 1 atom siarki-34. Jeśli nie zaszłyby żadne zmiany, to do dzisiaj na Io stosunek obu izotopów były identyczny. Okazało się jednak, że Io nie tylko stracił 94–99 procent siarki, ale doszło też do zmiany stosunku izotopowego, względnego wzrostu siarki-34 do siarki-32. Badania wykazały, że Io jest aktywny wulkanicznie od około 4,5 miliardów lat i przez cały te czas traci siarkę. To pokazuje, że Io, Europa i Ganimedes zaczęły krążyć w rezonansie orbitalnym wkrótce po tym, jak się uformowały. Wyniki tych badań są zgodne z teoretycznymi modelami opracowywanymi w ciągu ostatnich 20 lat, które pokazywały, że trzy najbardziej znane księżyce Jowisza musiały wejść w rezonans orbitalny bardzo szybko po powstaniu. Jowisz i jego księżyce to tylko jeden z wielu przykładów rezonansów księżyców i egzoplanet. Ogrzewanie pływowe generowane przez takie rezonansy jest głównym źródłem ciepła dla księżyców i może napędzać ich aktywność geologiczną. Io to najbardziej ekstremalny tego przykład, mówi profesor Katherine de Kleer z Caltechu. Naukowcy planują teraz przeprowadzenie badań, które odpowiedzą im na pytanie, jakie jeszcze inne gazy zostały utracone przez Io. Tutaj pojawia się niezwykle interesujące pytanie o wodę. Na Io jej nie ma, ale pozostałe księżyce galileuszowe Jowisza – Europa, Ganimedes i Kallisto – są jej pełne. Rodzi się więc pytanie, czy i Io nie posiadał w przeszłości wody. « powrót do artykułu