p Aproveitando um raro alinhamento orbital entre duas das luas de Júpiter, Io e Europa, pesquisadores obtiveram um mapa excepcionalmente detalhado do maior lago de lava em Io, o corpo mais vulcanicamente ativo do sistema solar. p Em 8 de março, 2015, Europa passou na frente de Io, bloqueando gradualmente a luz da lua vulcânica. Como a superfície de Europa é revestida de gelo de água, reflete muito pouca luz solar em comprimentos de onda infravermelhos, permitindo que os pesquisadores isolem com precisão o calor que emana dos vulcões na superfície de Io.

p Os dados infravermelhos mostraram que a temperatura da superfície do enorme lago derretido de Io aumentou constantemente de uma extremidade à outra, sugerindo que a lava se revirou em duas ondas, cada uma varreu de oeste para leste em cerca de um quilômetro (3, 300 pés) por dia.

p Lava revirada é uma explicação popular para o brilho e escurecimento periódicos do ponto quente, chamado Loki Patera em homenagem ao deus nórdico. (A patera é uma cratera vulcânica em forma de tigela.) O local vulcânico mais ativo em Io, que é o corpo mais vulcanicamente ativo do sistema solar, Loki Patera tem cerca de 200 quilômetros (127 milhas) de diâmetro. A região quente da patera tem uma área de superfície de 21, 500 quilômetros quadrados, maior do que o Lago Ontário.

p Astrônomos terrestres notaram pela primeira vez a mudança de brilho de Io na década de 1970, mas apenas quando as espaçonaves Voyager 1 e 2 passaram voando em 1979, ficou claro que isso se devia às erupções vulcânicas na superfície. Apesar das imagens altamente detalhadas da missão Galileo da NASA no final dos anos 1990 e início dos anos 2000, astrônomos continuam a debater se os clareamentos em Loki Patera - que ocorrem a cada 400 a 600 dias - são devido à lava em um enorme lago lave, ou erupções periódicas que espalham fluxos de lava por uma grande área.

p "Se Loki Patera é um mar de lava, abrange uma área mais de um milhão de vezes a de um lago de lava típico da Terra, "disse Katherine de Kleer, um estudante de graduação da UC Berkeley e o principal autor do estudo. "Neste cenário, porções de crosta fria afundam, expondo o magma incandescente por baixo e causando um brilho no infravermelho. "

p "Este é o primeiro mapa útil de toda a patera, "disse a co-autora Ashley Davies, do Laboratório de Propulsão a Jato em Pasadena, que estudou os vulcões de Io por muitos anos. “Ele mostra não uma, mas duas ondas ressurgindo varrendo a patera. Isso é muito mais complexo do que se pensava”.

p "Este é um passo à frente na tentativa de entender o vulcanismo em Io, que temos observado há mais de 15 anos, e, em particular, a atividade vulcânica em Loki Patera, "disse Imke de Pater, um professor de astronomia da UC Berkeley.

p De Kleer é o autor principal de um artigo relatando as novas descobertas que será publicado em 11 de maio na revista Natureza .

p O telescópio binocular vira dois olhos para Io

p As imagens foram obtidas pelos espelhos gêmeos de 8,4 metros (27,6 pés) do Large Binocular Telescope Observatory nas montanhas do sudeste do Arizona, ligados entre si como um interferômetro usando ótica adaptativa avançada para remover o desfoque atmosférico. A instalação é operada por um consórcio internacional com sede na Universidade do Arizona em Tucson.

p "Dois anos antes, o LBTO forneceu as primeiras imagens terrestres de dois pontos quentes separados dentro de Loki Patera, graças à resolução única oferecida pelo uso interferométrico de LBT, o que é equivalente ao que um telescópio de 23 metros (75 pés) forneceria, "notável co-autor e diretor da LBTO, Christian Veillet." Desta vez, Contudo, a primorosa resolução foi alcançada graças à observação de Loki Patera na época de uma ocultação por Europa. "

p Europa levou cerca de 10 segundos para cobrir completamente Loki Patera. "Havia tanta luz infravermelha disponível que podíamos fatiar as observações em intervalos de um oitavo de segundo durante os quais a borda da Europa avançou apenas alguns quilômetros na superfície de Io, "disse o co-autor Michael Skrutskie, da Universidade da Virgínia, que liderou o desenvolvimento da câmera infravermelha usada para este estudo. "Loki foi coberto de uma direção, mas revelado de outra, apenas o arranjo necessário para fazer um mapa real da distribuição da superfície quente dentro da patera. "

p Essas observações deram aos astrônomos um mapa térmico bidimensional de Loki Patera com uma resolução melhor do que 10 quilômetros (6,25 milhas), 10 vezes melhor do que normalmente possível com o interferômetro LBT neste comprimento de onda (4,5 mícrons). O mapa de temperatura revelou uma variação de temperatura suave em toda a superfície do lago, de cerca de 270 Kelvin no extremo oeste, onde a capotamento parecia ter começado, para 330 Kelvin na extremidade sudeste, onde a lava revirada era mais fresca e mais quente.

p Usando informações sobre a temperatura e a taxa de resfriamento do magma derivadas de estudos de vulcões na Terra, de Kleer foi capaz de calcular quão recentemente novo magma havia sido exposto na superfície. Os resultados - entre 180 e 230 dias antes das observações no extremo oeste e 75 dias antes no leste - concordam com os dados anteriores sobre a velocidade e o momento da reviravolta.

p Interessantemente, a reviravolta começou em momentos diferentes em dois lados de uma ilha fria no centro do lago que está lá desde que a Voyager a fotografou em 1979.

p "A velocidade de tombamento também é diferente nos dois lados da ilha, que pode ter algo a ver com a composição do magma ou a quantidade de gás dissolvido em bolhas no magma, "De Kleer disse." Deve haver diferenças no suprimento de magma para as duas metades da patera, e tudo o que está provocando o início da capotagem consegue acionar as duas metades quase ao mesmo tempo, mas não exatamente. Esses resultados nos dão um vislumbre do complexo sistema de encanamento sob Loki Patera. "

p Lagos de lava, como o Loki Patera, revertem porque a crosta da superfície de resfriamento engrossa lentamente até se tornar mais densa do que o magma subjacente e afunda, puxando a crosta próxima com ele em uma onda que se propaga pela superfície. De acordo com de Pater, conforme a crosta se quebra, o magma pode jorrar como fontes de fogo, semelhante ao que foi visto em lagos de lava na Terra, mas em menor escala.

p De Kleer e de Pater estão ansiosos para observar outras ocultações de Io para verificar suas descobertas, mas eles terão que esperar até o próximo alinhamento em 2021. Por enquanto, de Kleer está feliz que o interferômetro ligando os dois telescópios, a ótica adaptativa de cada um e a ocultação única se juntaram conforme planejado naquela noite, dois anos atrás.

p "Não tínhamos certeza de que uma observação tão complexa iria funcionar, " ela disse, "mas todos nós ficamos surpresos e satisfeitos com isso."