Ija je već desetljećima poznata kao najvulkanski aktivnije tijelo u Sunčevu sustavu. No nova analiza podataka NASA-ine letjelice Juno upućuje na to da su znanstvenici dosad možda ozbiljno podcjenjivali koliko topline oslobađaju njezina lavina jezera. Razlog nije u tome što su instrumenti promašili najvruće dijelove, nego što su premalo “vidjeli” hladnije površine koje zauzimaju mnogo veći prostor.
Ija je mala u usporedbi s planetima, ali njezina unutrašnjost radi kao golemi stroj. Jupiterova gravitacija i gravitacijski utjecaj susjednih velikih mjeseca neprestano je rastežu i stišću. To zagrijava njezinu unutrašnjost i hrani vulkanizam kakav ne poznajemo ni na jednom drugom tijelu Sunčeva sustava.
Na površini Ije nalazi se više od 400 velikih vulkanskih udubljenja, koja se u planetologiji nazivaju paterama. Dio njih ponaša se poput lavinih jezera, a upravo su ta područja sada u središtu nove analize.
Znanstvenici su analizirali podatke instrumenta JIRAM, infracrvenog kartografa na NASA-inoj letjelici Juno, kako bi preciznije izmjerili toplinsko zračenje Ijinih vulkanskih područja. Rezultati upućuju na to da su neka lavina jezera mnogo snažniji izvori topline nego što su pokazivale ranije procjene.
Zašto rubovi lavinih jezera varaju oko
Lavina jezera na Iji nisu jednoliko užarena. Njihova površina ima dva vrlo različita dijela.
U sredini se nalazi hladnija kora. Ona nastaje kada se lava, izložena vakuumu svemira, počne hladiti i stvrdnjavati. Iako se ispod nje i dalje nalazi rastaljeni materijal, površinski sloj djeluje poput poklopca. On usporava gubitak topline i skriva dio energije koja dolazi iz unutrašnjosti.
Temperatura te kore obično se kreće oko -53 do -43 Celzijeva stupnja. To je vrlo hladno u usporedbi s rubovima istih lavinih jezera, gdje svježa lava može dosegnuti oko 627 Celzijevih stupnjeva.
Zbog toga su rubovi dugo bili najlakši cilj za promatranje. Oni blistaju u infracrvenom dijelu spektra i jasno se izdvajaju kao vruće točke. Problem je u tome što su ti rubovi samo manji dio sustava. Hladnija kora zauzima znatno veću površinu, pa ukupno može oslobađati mnogo više topline nego što bi se zaključilo samo prema njezinoj temperaturi.
Drugim riječima, najvrući dio nije nužno i energetski najvažniji dio.
Stare procjene gledale su pogrešan dio slike
Dosadašnje procjene toplinske snage Ijinih vulkana uvelike su se oslanjale na infracrvena mjerenja u takozvanom M-pojasu. Taj je dio spektra vrlo dobar za otkrivanje izrazito vrućih točaka. No slabije bilježi hladnije, prostranije površine, upravo one koje čine velik dio lavinih jezera.
Zato je slika bila nepotpuna. Znanstvenici su dobro vidjeli usijane rubove, ali su podcijenili doprinos površinske kore. Nova analiza pokazuje da to nije mala pogreška. Ukupna toplinska snaga Ije mogla bi biti podcijenjena za cijeli red veličine.
Najbolji primjer je vulkansko područje označeno kao P63. Prema ranijim procjenama, oslobađalo je oko 7 gigavata toplinske energije, a u nekim modelima do približno 20 gigavata. Nova analiza, koja uključuje i hladnije dijelove površine zabilježene instrumentom JIRAM, podiže tu procjenu na oko 80 gigavata.
To je razlika koja mijenja način na koji se tumači energetika Ijinih vulkana.
Površina bi se trebala mijenjati brže nego što vidimo
Nova analiza otvorila je i pitanje starosti površinske kore na Ijinim lavinim jezerima. Istraživači su temperaturu kore usporedili s modelima hlađenja i dobili zanimljiv rezultat: površina koja ima oko -73 Celzijeva stupnja mogla bi biti stara približno 13 godina. Statistički modeli pritom upućuju na to da se površinski slojevi obnavljaju u razdoblju od oko 8 do 10 godina.
Tu se pojavljuje problem.
Iju ne promatramo od jučer. Snimile su je letjelice Voyager 1979. godine, zatim Galileo tijekom 1990-ih, a danas je iz blizine promatra Juno. Ako se površine lavinih jezera doista obnavljaju u ritmu od približno jednog desetljeća, na snimkama bi se očekivale jasnije promjene u njihovu obliku. Zasad se takve promjene ne vide dovoljno uvjerljivo.
To ne znači da je model pogrešan, ali pokazuje da priča još nije zatvorena. Površina se možda mijenja na način koji nije lako prepoznati u dostupnim snimkama. Moguće je i da toplinski modeli još ne obuhvaćaju sve što se događa ispod krute kore, gdje se lava i dalje kreće, hladi i povremeno izbija prema rubovima.
Autori studije upozoravaju i na ograničenja samih podataka. JIRAM bilježi toplinsko zračenje, ali ne može sam precizno odrediti stvarnu površinu kore koja ulazi u izračun. Zato su istraživači morali koristiti i starije podatke Voyagera i Galilea. Ti su podaci i dalje vrijedni, ali ne nude razinu detalja kakvu bi omogućila novija mjerenja visoke razlučivosti.
Uz to, nisu sva Ijina vulkanska udubljenja lavina jezera. Neka mogu imati drukčiju građu i drukčiji toplinski potpis, pa se rezultati ove analize ne mogu jednostavno preslikati na svih više od 400 poznatih vulkanskih udubljenja na površini mjeseca.
Unatoč tim ograničenjima, nova studija mijenja način na koji se gleda na Iju. Njezini vulkani možda nisu samo spektakularniji od svega što poznajemo na Zemlji, nego i energetski snažniji nego što su dosadašnja mjerenja pokazivala. Juno još uvijek obilazi Jupiterov sustav, a nova promatranja mogla bi pokazati koliko topline taj nemirni mjesec doista oslobađa.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
Izvori i publikacija
Alessandro Mura et al, Lava Lakes on Io: crust age and implications for thermal output
DOI: 10.48550/arxiv.2603.22062
Časopis / izvor: arXiv
