Ио выглядит как мир, который забыли выключить после сборки. На спутнике Юпитера постоянно извергаются вулканы, а поверхность перекрашивается серой и лавой. Теперь Juno впервые измерил не только жар сверху, но и то, как температура растёт под самой коркой.
1. Почему Ио горячее положенного
Ио находится далеко от Солнца и должна была бы быть холодным каменным телом. Но спутник движется вокруг Юпитера по слегка вытянутой орбите. Огромная гравитация планеты то сильнее, то слабее растягивает Ио, а соседние Европа и Ганимед не дают орбите стать идеально круговой.
Постоянное сжатие и растяжение порождает приливное тепло внутри спутника. Похожий процесс слегка деформирует земные океаны, только на Ио работает вся каменная оболочка. В результате там действуют сотни вулканических центров.
Раньше аппараты в основном видели инфракрасное излучение поверхности и яркие извержения. Это похоже на измерение температуры крышки кастрюли: оно показывает горячие места, но не говорит напрямую, что происходит глубже.
2. Как микроволны заглянули вниз
Микроволновый радиометр Juno создавался для исследования атмосферы Юпитера под облаками. Он принимает естественное тепловое излучение на шести длинах волн. Разные частоты выходят с разной глубины, поэтому прибор работает как грубый дистанционный термометр слоёв.
Во время близких пролётов в декабре 2023 года и феврале 2024-го Juno прошёл примерно в 1500 километрах от Ио. Радиометр измерял излучение, приходившее с глубин от нескольких сантиметров до нескольких метров.
Данные показали резкий рост температуры уже на небольшой глубине. Всего в нескольких метрах грунт оказался более чем на 20 градусов Цельсия теплее поверхности. Один солнечный нагрев не способен создать такой профиль: тепло поднимается снизу.
3. Два возможных объяснения
Первый вариант — постоянный тепловой поток через проводящую кору. Расчёты дают от одного до трёх ватт на квадратный метр. На отдельном участке это немного, но по площади всего спутника получается огромная энергия — до десятков раз больше среднего потока из недр Земли.
Второй вариант — обширные остывающие лавовые поля. Если горячая лава прикрыта затвердевшей коркой толщиной примерно 9–11 метров, микроволновый прибор может чувствовать её тепло. Для объяснения глобального сигнала такие участки должны занимать около десятой части поверхности.
Сценарии не обязательно исключают друг друга. Часть тепла может идти через обычную кору, а часть — от скрытых лавовых тел.
4. Что говорит наука
Подтверждено, что радиометр Juno впервые напрямую измерил температурный градиент в неглубоких слоях Ио. Результаты опубликованы в Journal of Geophysical Research: Planets. Во всех исследованных областях температура росла с глубиной намного быстрее, чем ожидалось от солнечного нагрева.
Подтверждено и то, что поверхность Ио в среднем очень гладкая и состоит из материала низкой плотности. Вероятно, это пористые вулканические отложения — пепел, сера и раздробленная лава.
Оценка 1–3 ватта на квадратный метр относится к модели проводящего теплового потока. Слой 9–11 метров относится к альтернативной модели лавы под твёрдой крышкой. Juno не доказал существование сплошного океана магмы на этой глубине.
5. Что скрывается под коркой
Juno обнаружил не «подземное море лавы», а сильный неглубокий источник тепла. Данные совместимы с большим фоновым потоком из недр, распространёнными лавовыми полями под коркой или их сочетанием.
Тот же приливный механизм подогревает океаны Европы и Ганимеда. Ио показывает крайний случай, где гравитация буквально топит камень. Поделитесь мнением: какой мир Юпитера исследовать подробнее — огненную Ио или океаническую Европу?
