Az arizonai Mount Graham állomáson működő Large Binocular Telescope (LBT) nemrég új, minden eddigi földi műszerénél nagyobb felbontású képeket készített az Ioről, a jelenleg is aktív vulkánokkal teli Jupiter-holdról. Annak ellenére, hogy egy felszíni távcsőről van szó, a képek minősége vetekszik az űrtávcsövek felvételeivel. Ezeket a méréseket az új, SHARK-VIS elnevezésű, látható tartományban működő képalkotó eszköz tette lehetővé, a távcső adaptív optikájának használatával, amelynek segítségével kiküszöbölhetőek a légköri turbulenciák képrontó hatásai.

Ezeken a Geophysical Research Letters című szaklapba beküldött új képeken akár 80 km-es felszíni alakzatok is kivehetőek. Mindmáig csak a Jupiterhez küldött űreszközök voltak képesek ilyen nagy felbontású felvételeket készíteni. A képeket készítő kutatócsoport tagjai szerint az új műszer képalkotása ahhoz hasonlatos, mint amikor 160 kilométeres távolságból lefényképezünk egy pénzérmét.

A SHARK-VIS felvételein a kutatóknak sikerült azonosítaniuk egy lávafolyást az Io egyik legjelentősebb vulkánja, a Pele körül. A tanulmány első szerzője, Al Conrad szerint az Io vulkánjainak kitörése mellett eltörpülnek földi tűzhányóink. Éppen ezért tehát az Io vizsgálata abban is a segítségünkre lehet, hogy jobban megismerjük azokat a vulkanizmushoz kötődő folyamatokat, amelyek a távoli múltban kialakították a Föld, vagy a Hold ma ismert felszínformáit.

A SHARK-VIS 2024.01.10-én készített felvétele a Jupiter Io nevű holdjáról. Az égitest középpontjától jobbra lefelé található a Pele vulkán, illetve a körülötte lévő, vöröses lávafolyás, kicsit fölötte pedig a Pillan Patera, és fehér törmelékgyűrűje látszik. (Forrás: INAF/Large Binocular Telescope Observatory/Georgia State University; IRV-band observations by SHARK-VIS/F. Pedichini; képfeldolgozás: D. Hope, S. Jefferies, G. Li Causi.)

Emellett a kutatás arra a kérdésre is segíthet megtalálni a választ, hogy a Naprendszer bizonyos égitestjein miért van jelen a vulkanizmus, míg másokon miért nincs, illetve hogy a Naphoz közeli csillagok körül keringő bolygók közül melyiken működnek, vagy működtek tűzhányók.

A Holdunknál valamelyest nagyobb Io a Jupiter körül keringő Galilei-holdak közül a legbelső. A nála a Jupitertől távolabbi pályán keringő Europa és Ganymedes, valamint a központi bolygó gravitációs hatása miatt az Io holdon jelentős árapályhatás lép fel, amelynek következtében a folyamatos belső súrlódás miatt felhalmozódik a hő az égitest belsejében. Az így kialakult feszültségek pedig a kutatók szerint vulkánkitörések formájában szabadulnak fel.

Az Io felszínének vizsgálatával mélyebb betekintést nyerhetünk az égitest belső szerkezetébe, illetve jobban megérthetjük a vulkanizmusért felelős árapályfűtés mechanizmusát. Az Io vulkáni aktivitását 1979-ben fedezték fel, amikor Linda Morabito, a NASA Voyager küldetésének mérnöke észrevette egy vulkánkitörés füstfelhőjét a Naprendszer bolygói mellett elhaladó űrszonda felvételeinek egyikén. Azóta számos földi és űrbéli műszerrel vizsgálják a kutatók az Io napjainkban is aktív vulkanizmust mutató felszínét.

A SHARK-VIS legújabb képei olyan részletgazdagnak bizonyultak, hogy a csoport tagjainak sikerült kimutatnia, hogy a déli félgömbön, az egyenlítőhöz közel működő, Pele nevű, a legaktívabbak közé tartozó vulkán törmelékére rárakódott egy hozzá közeli másik vulkán, a Pillan Patera kitörésének mellékterméke is. Egy ehhez hasonló kitöréssorozatot rögzített a NASA Galileo-műholdja is, amely 1995 és 2003 között vizsgálta a Jupiter-rendszert.

A SHARK-VIS műszer képei az Ióról.

„A felvételeken látottak alapján arra következtetünk, hogy a Pillan Patera sötét lávából és fehér kén-dioxidból álló törmelékanyaga rárakódott a Pele vörös, kénben gazdag lávafolyásaira.” – nyilatkozta a kutatás egy társszerzője. – „A SHARK-VIS nélkül nem tudtunk volna egy távoli égitestet ilyen részletességgel vizsgálni.”

Míg az infravörös távcsövekkel kimutathatóak a vulkanizmus jelenlétére utaló forró pontok az Io felszínén, azok a képek nem elég élesek ahhoz, hogy egyértelműen azonosíthassuk rajtuk a vulkánkitörések pontos helyszínét. Az LBT képei tehát elengedhetetlenek ahhoz, hogy ne csak a kitörés helyét, hanem az azáltal okozott felszínváltozásokat, például törmeléklerakódásokat is kimutathassuk.

A SHARK-VIS műszer 2023-ban kezdte meg működését a SHARK-NIR nevű közeli infravörös kamerával együtt a különlegesen kifinomult adaptív optikával felszerelt LBT távcső fedélzetén. Az eszközben egy nagyon alacsony zajszintű kamera található, amely lehetővé teszi a „gyors képalkotás” nevű eljárást. Ennek alkalmazásával pontosan mintavételezhetőek, és korrigálhatóak a légköri turbulenciák által okozott torzulások, és így rendkívül jó minőségű, szinte hihetetlenül éles képek készíthetőek a Naprendszer távolabbi égitestjeiről, például az Ióról is.

A kutatók éppen ezért nagy reményeket fűznek a SHARK-VIS műszerhez, amelynek segítségével minden eddiginél részletesebben vizsgálhatjuk a látható tartományban az óriásbolygók holdjait, vagy a Naprendszerünkben keringő egyéb aszteroidákat. Néhányukról már készültek is mérések, amelyeket az adatok feldolgozása után a csoport tagjai szintén megosztanak a tudományos közösséggel.

A cikk forrása: https://phys.org/news/2024-05-glimpses-volcanic-world-telescope-images.html