Come i vulcani influenzano l’atmosfera di Io

Nuove immagini radio dall’Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) mostrano per la prima volta l’effetto diretto dell’attività vulcanica sull’atmosfera della luna di Giove Io.

Io è la luna più vulcanicamente attiva nel nostro sistema solare. Ospita più di 400 vulcani attivi che emettono zolfo, conferendo al satellite i suoi colori.

Sebbene sia estremamente sottile – circa un miliardo di volte più sottile di quella terrestre – Io ha un’atmosfera che può insegnarci l’attività vulcanica e fornirci una finestra sull’interno della luna esotica e su ciò che sta accadendo sotto la sua crosta colorata.

Precedenti ricerche hanno dimostrato che l’atmosfera di Io è dominata da anidride solforosa, in ultima analisi proveniente dall’attività vulcanica. “Tuttavia, non è noto quale processo guidi le dinamiche nell’atmosfera di Io“, ha affermato Imke de Pater dell’Università della California. “È attività vulcanica o gas sublimato (dallo stato solido allo stato gassoso) dalla superficie ghiacciata quando Io è esposto alla luce del sole?”

Per distinguere tra i diversi processi che danno origine all’atmosfera di Io, un team di astronomi ha utilizzato ALMA per fare istantanee della luna quando è passata dentro e fuori l’ombra di Giove (le “eclissi”).

Durante questo periodo possiamo vedere solo anidride solforosa di origine vulcanica. “Possiamo quindi vedere esattamente come gran parte dell’atmosfera è influenzata dall’attività vulcanica”, ha spiegato Statia Luszcz-Cook della Columbia University.

Grazie alla squisita risoluzione e sensibilità di ALMA, gli astronomi hanno potuto, per la prima volta, vedere chiaramente i pennacchi di anidride solforosa e monossido di zolfo salire dai vulcani. Sulla base delle istantanee, hanno calcolato che i vulcani attivi producono direttamente il 30-50% dell’atmosfera di Io.

Le immagini di ALMA hanno mostrato anche un terzo gas che fuoriesce dai vulcani: il cloruro di potassio.

Io è vulcanicamente attivo a causa di un processo chiamato riscaldamento mareale. Esso ruota attorno a Giove in un’orbita che non è del tutto circolare e, come la nostra Luna è sempre rivolta verso lo stesso lato della Terra, così lo rivolge sempre lo stesso lato verso Giove. L’attrazione gravitazionale delle altre lune di Giove, Europa e Ganimede, causa enormi quantità di attrito interno e calore, dando origine a vulcani come Loki Patera, che si estende per oltre 200 chilometri di diametro. “Studiando l’atmosfera e l’attività vulcanica di Io impariamo di più non solo sui vulcani stessi, ma anche sul processo di riscaldamento mareale e sull’interno di Io“, ha aggiunto Luszcz-Cook.

Una grande incognita rimane la temperatura nell’atmosfera inferiore. Nella ricerca futura, gli astronomi sperano di misurarlo con ALMA. “Per misurare la temperatura dell’atmosfera di Io, dobbiamo ottenere una risoluzione maggiore nelle nostre osservazioni, il che richiede di osservare la luna per un periodo di tempo più lungo. Possiamo farlo solo quando Io è esposto alla luce del sole”, ha detto de Pater. “Durante tale osservazione, Io ruoterà di decine di gradi. Avremo bisogno di applicare un software che ci aiuti a creare immagini senza sbavature. Lo abbiamo fatto in precedenza con immagini radio di Giove realizzate con ALMA e il Very Large Array (VLA). “

Bibliografia: Cornell University