Novas imagens de rádio do Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) mostram pela primeira vez o efeito direto da atividade vulcânica na atmosfera da lua de Júpiter, Io.

Io é a lua mais vulcanicamente ativa em nosso sistema solar. Abriga mais de 400 vulcões ativos, expelindo gases de enxofre que dão a Io suas cores amarelo-branco-laranja-vermelho quando congelam em sua superfície.

Embora seja extremamente fino - cerca de um bilhão de vezes mais fino que a atmosfera da Terra - Io tem uma atmosfera que pode nos ensinar sobre a atividade vulcânica de Io e nos fornecer uma janela para o interior da lua exótica e o que está acontecendo abaixo de sua crosta colorida.

Pesquisas anteriores mostraram que a atmosfera de Io é dominada por gás dióxido de enxofre, em última análise, proveniente de atividade vulcânica. "Contudo, não se sabe qual processo impulsiona a dinâmica na atmosfera de Io, "disse Imke de Pater, da Universidade da Califórnia, Berkeley. "É atividade vulcânica, ou gás que foi sublimado (fez a transição do estado sólido para o estado gasoso) da superfície gelada quando Io está sob a luz do sol? "

Para distinguir entre os diferentes processos que dão origem à atmosfera de Io, uma equipe de astrônomos usou o ALMA para fazer instantâneos da lua quando ela entrou e saiu da sombra de Júpiter (eles chamam isso de "eclipse").

"Quando Io passa para a sombra de Júpiter, e está fora da luz solar direta, é muito frio para o gás dióxido de enxofre, e ele se condensa na superfície de Io. Durante esse tempo, só podemos ver dióxido de enxofre de origem vulcânica. Podemos, portanto, ver exatamente quanto da atmosfera é impactado pela atividade vulcânica, "explicou Statia Luszcz-Cook, da Columbia University, Nova york.

Graças à excelente resolução e sensibilidade do ALMA, os astrônomos podiam, pela primeira vez, veja claramente as nuvens de dióxido de enxofre (SO2) e monóxido de enxofre (SO) se elevando dos vulcões. Com base nos instantâneos, eles calcularam que os vulcões ativos produzem diretamente 30-50% da atmosfera de Io.

As imagens do ALMA também mostraram um terceiro gás saindo dos vulcões:cloreto de potássio (KCl). "Vemos KCl em regiões vulcânicas onde não vemos SO2 ou SO, "disse Luszcz-Cook." Esta é uma forte evidência de que os reservatórios de magma são diferentes sob diferentes vulcões. "

Io é vulcanicamente ativo devido a um processo chamado aquecimento das marés. Io orbita Júpiter em uma órbita que não é exatamente circular e, como nossa Lua sempre está voltada para o mesmo lado da Terra, o mesmo acontece com o mesmo lado de Io sempre voltado para Júpiter. A atração gravitacional das outras luas de Júpiter, Europa e Ganimedes, causa uma tremenda quantidade de atrito interno e calor, dando origem a vulcões como Loki Patera, que se estende por mais de 200 quilômetros (124 milhas) de diâmetro. "Ao estudar a atmosfera e a atividade vulcânica de Io, aprendemos mais não apenas sobre os próprios vulcões, mas também o processo de aquecimento das marés e o interior de Io, "acrescentou Luszcz-Cook.

Uma grande incógnita continua sendo a temperatura na baixa atmosfera de Io. Em pesquisas futuras, os astrônomos esperam medir isso com o ALMA. "Para medir a temperatura da atmosfera de Io, precisamos obter uma resolução maior em nossas observações, o que requer que observemos a lua por um longo período de tempo. Só podemos fazer isso quando Io está sob a luz do sol, uma vez que não passa muito tempo em eclipse, "disse de Pater." Durante tal observação, Io irá girar dezenas de graus. Precisaremos aplicar um software que nos ajude a fazer imagens sem manchas. Fizemos isso anteriormente com imagens de rádio de Júpiter feitas com ALMA e o Very Large Array (VLA). "