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    Novo estudo traça as marés vulcânicas de Ios

    Loki entra em erupção em uma pluma azul na lua de Júpiter Io, como visto pela espaçonave Voyager 1 em 1996. Crédito:NASA / JPL / USGS

    Centenas de vulcões marcam a superfície de Io, a terceira maior das 78 luas conhecidas de Júpiter, e o único corpo em nosso sistema solar além da Terra onde vulcanismo generalizado pode ser observado. A fonte do calor interno da lua é radicalmente diferente da da Terra, tornando a lua um sistema único para investigar o vulcanismo.

    Um novo estudo na revista AGU Cartas de pesquisa geofísica encontra o mais poderoso de Io, vulcão persistente, Loki Patera, ilumina em uma escala de tempo semelhante a pequenas perturbações na órbita de Io causadas por outras luas de Júpiter, que se repetem em um ciclo de aproximadamente 500 dias terrestres.

    Os novos resultados são surpreendentes porque os vulcões em Io não entram em erupção a tempo com grandes flutuações nas tensões muito maiores infligidas a Io durante a órbita lunar de 1,77 dia terrestre ao redor de Júpiter. O atrito interno dessas tensões gera o calor que alimenta os vulcões de Io, mas tensões flutuantes durante o curto período da órbita de Io não parecem empurrar o magma para a superfície.

    O novo estudo, que analisou 271 noites de observações de Loki Patera dos telescópios Keck e Gemini North do Havaí de 2013-2018, e observações mais esporádicas que datam de 1987, sugere o mais gentil, O ciclo de 500 dias pode agir na escala de tempo certa para mover o magma e trazê-lo para a superfície da lua em uma erupção.

    "As tensões no interior de Io variam muito durante essa órbita de 1,77 dia, "disse Katherine de Kleer, um cientista planetário do California Institute of Technology e o principal autor do novo estudo. "Tanto quanto qualquer um foi capaz de dizer, não há variação nos vulcões de Io nesta escala de 1,77 dias, por isso, é um pouco contra-intuitivo vermos uma resposta durante um período mais longo, quando as mudanças no estresse são menores. "

    Compreender essa dinâmica pode fornecer pistas para o interior misterioso de Io, bem como o interior de outros corpos no sistema solar aquecidos por uma atração flutuante da gravidade, um efeito denominado aquecimento das marés.

    "Não sabemos quase nada sobre como são as câmaras de magma e conduítes de Io, então o comportamento de Loki Patera está nos dando uma pequena janela em uma área onde atualmente não temos nenhuma informação, "disse de Kleer.

    Dança da Lua

    Io tem um interior quente porque sua órbita estreita ao redor de Júpiter não é circular. A lua está presa em uma órbita excêntrica porque ressoa com as maiores luas de Júpiter, vizinha Europa e Ganimedes, presos entre sua influência e a enorme gravidade de Júpiter.

    Ressonâncias orbitais das luas galileanas de Júpiter. Crédito:Matma Rex / Wikicommons

    A órbita de Europa em torno de Júpiter é duas vezes mais longa que a de Io, e a órbita de Ganimedes é duas vezes mais longa que a de Europa. Este ritmo 1:2:4 significa que a atração da gravidade das outras duas luas se repete consistentemente enquanto Io orbita ao redor de Júpiter.

    A distância de Io de Júpiter muda ao longo de sua órbita elíptica, portanto, ele experimenta uma quantidade diferente da gravidade de Júpiter ao circundar o planeta massivo. A mudança de atração de Júpiter e das outras luas estende e comprime Io em sua órbita de dois dias ao redor de Júpiter. Isso gera calor suficiente a partir do atrito com os materiais do interior da lua para derreter a rocha em magma.

    Os pesquisadores que estudam os mais de 400 vulcões em Io procuram evidências de que eles entram em erupção no mesmo ritmo. Essa flutuação com a órbita diária ocorre na lua de Saturno, Enceladus, que tem um oceano subterrâneo que jorra por rachaduras na superfície congelada da lua. Os gêiseres de água em Enceladus florescem mais quando a lua está em seu ponto mais distante de Saturno e as fraturas que originam os gêiseres estão sendo abertas.

    Mas o novo estudo não encontrou evidências de que Loki Patera mantém o mesmo tempo que a órbita de dois dias de Io ao redor de Júpiter. Em vez de, seu brilho parece flutuar em uma escala de tempo semelhante às perturbações sutis na órbita de Io.

    Embora a ressonância orbital com Europa e Ganimedes exerça os maiores efeitos de maré em Io, as luas vizinhas também distorcem ligeiramente a forma da órbita de Io em ciclos que duram 480-484 dias e 461-464 dias. Loki Patera parece entrar em erupção em um ciclo semelhante a este período de tempo, de acordo com o novo estudo.

    Fluxo lento

    De Kleer e seus colegas acham que as diferentes dinâmicas em Io e Enceladus podem ter a ver com a maneira como os fluidos se movem através dos poros ou rachaduras nas rochas. Magma é mais parecido com mel ou pasta de dente do que água. Não responde tão rapidamente como a água ao apertar. O período da órbita de Io pode ser muito curto para que os efeitos das marés no interior da lua entrem em erupção na superfície.

    "O magma na crosta de Io leva tempo para fluir, "disse Francis Nimmo, geofísica da Universidade da Califórnia em Santa Cruz e co-autora do novo artigo. "Se você apertar e esticar a crosta rapidamente, nada acontece; mas se você apertar e esticar mais devagar, o magma tem tempo de se mover o suficiente para preencher um conduto vulcânico, causando uma erupção. É semelhante à maneira como você pode correr na areia molhada, mas se você andar devagar seus pés afundam. "

    O que os cientistas aprendem sobre os efeitos do aquecimento das marés estudando Io pode ser aplicável a Europa e outros corpos em todo o sistema solar que são aquecidos pelas marés, de acordo com os autores do novo estudo.

    "Em outros mundos é mais difícil estudar este processo planetário fundamental porque ele não gera esses vulcões que são tão fáceis de observar, "De Kleer disse." Io serve como um laboratório para obter informações sobre este processo, que pode então ser aplicado a outras luas do sistema solar. "

    Esta história foi republicada por cortesia de AGU Blogs (http://blogs.agu.org), uma comunidade de blogs de ciência espacial e terrestre, patrocinado pela American Geophysical Union. Leia a história original aqui.




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