Los astrónomos encuentran olas en el lago de lava de Io

Io, la luna de Júpiter, con Loki Patera, un gran lago de lava, marcado. En esta imagen, materiales de color rojo brillante y puntos negros marcan áreas donde, cuando se tomó esta imagen, había actividad volcánica reciente. La nave espacial Galileo obtuvo esta vista global de Io el 19 de septiembre de 1997 en un rango de más de 300.000 millas (500.000 km). Imagen vía NASA / JPL / University of Arizona.


Aprovechando una rara alineación orbital entre dos de las lunas de Júpiter, Io y Europa, los investigadores han podido hacer un mapa excepcionalmente detallado del lago de lava más grande de Io. El lago se llamaLoki Patera. El 8 de marzo de 2015, Europa pasó frente a Io, bloqueando gradualmente la luz de Io. El evento permitió a los investigadores aislar el calor que emana de los volcanes activos de Io. Los datos infrarrojos (calor) mostraron que la temperatura de la superficie del lago de lava Loke Patera aumentó constantemente de un extremo al otro, lo que sugiere que la lava se había volcado en dos olas que barrían de oeste a este a aproximadamente 3,300 pies (aproximadamente un kilómetro). ) por día.

Loki Patera es el sitio volcánico más activo de Io, conocido por ser el mundo volcánico más activo de nuestro sistema solar. El lago tiene aproximadamente 127 millas (200 km) de ancho. La lava volcada es una explicación popular del brillo y la atenuación periódicos de Loki Patera, que lleva el nombre de unDios nórdico(apateraes un cráter volcánico en forma de cuenco). La región cálida de la patera es más grande que el lago Ontario, uno de los cinco Grandes Lagos de América del Norte.


Los astrónomos notaron por primera vez el brillo cambiante de Io en la década de 1970, pero se necesitaron dos naves espaciales tempranas:Voyager 1 y 2 en 1979- para saber que los cambios de brillo se debieron a erupciones volcánicas en la superficie de Io. A pesar de las imágenes altamente detalladas de la misión Galileo de la NASA a fines de la década de 1990 y principios de la de 2000, los astrónomos continúan debatiendo si los brillos en Loki Patera, que ocurren cada 400 a 600 días, se deben al vuelco de lava en un enorme lago de lava o erupciones periódicas que extendió los flujos de lava sobre un área grande en Io.

Katherine de Kleeres un estudiante graduado de la Universidad de California en Berkeley y autor principal del nuevo estudio sobre las olas en Loki Patera. El estudio se publicó en el 11 de mayo de 2017.revisado por paresdiarioNaturaleza. De Kleer said:

Si Loki Patera es un mar de lava, abarca un área más de un millón de veces la de un lago de lava típico de la Tierra. En este escenario, partes de la corteza fría se hunden, exponiendo el magma incandescente que se encuentra debajo y provocando un brillo en el infrarrojo.

CoautorAshley Daviesdel Laboratorio de Propulsión a Chorro en Pasadena ha estudiado los volcanes de Io durante muchos años. Él dijo:


Este es el primer mapa útil de toda la patera. Muestra no una, sino dos olas que resurgen barriendo la patera. Esto es mucho más complejo de lo que se pensaba anteriormente.

Ocultación de la luna Io por la luna Europa el 8 de marzo de 2015. Esta ocultación finalmente permitió a los investigadores hacer un mapa detallado de Loki Patera, el lago de lava más grande de Io.

La superficie de Europa está cubierta de hielo de agua, por lo que refleja muy poca luz solar en longitudes de onda infrarrojas (calor). Es por eso que la ocultación de Io por Europa en 2015 permitió a los investigadores identificar la energía infrarroja proveniente de Loki Patera. Durante la ocultación, los investigadores obtuvieron imágenes con los espejos gemelos de 8.4 metros (27.6 pies) del Observatorio del Gran Telescopio Binocular (LBTO) en las montañas del sureste de Arizona. Europa tardó unos 10 segundos en cubrir completamente a Loki Patera. CoautorMichael Skrutskie, de la Universidad de Virginia, quien lideró el desarrollo de la cámara infrarroja utilizada para este estudio, dijo:

Había tanta luz infrarroja disponible que pudimos dividir las observaciones en intervalos de un octavo de segundo durante los cuales el borde de Europa avanzó solo unos pocos kilómetros a través de la superficie de Io. Loki estaba cubierto desde una dirección pero revelado desde otra, solo la disposición necesaria para hacer un mapa real de la distribución de la superficie cálida dentro de la patera.


Estas observaciones dieron a los astrónomos un mapa térmico bidimensional de Loki Patera con una resolución mejor que 6,25 millas (10 km). El mapa de temperatura reveló una variación suave de temperatura en la superficie del lago, desde aproximadamente 270 Kelvin en el extremo occidental, donde parecía haber comenzado el vuelco, hasta 330 Kelvin en el extremo sureste, donde la lava volcada era más fresca y caliente.

En el video a continuación, los paneles inferiores muestran la intensidad de Loki Patera en función del tiempo, ya que es cubierto (entrada) y descubierto (salida) por Europa. La curva roja es la curva de luz del modelo correspondiente al mapa de intensidad que se muestra arriba, el mapa que mejor se ajusta a las observaciones. La animación muestra a Europa barriendo la patera y oscureciendo diferentes partes de su piso.

Utilizando información sobre la temperatura y la velocidad de enfriamiento del magma derivada de estudios de volcanes en la Tierra, de Kleer pudo calcular qué tan recientemente se había expuesto nuevo magma en la superficie. Los resultados, entre 180 y 230 días antes de las observaciones en el extremo occidental y 75 días antes en el este, concuerdan con datos anteriores sobre la velocidad y el momento del vuelco.


Curiosamente, el vuelco comenzó en diferentes momentos en dos lados de una isla fría en el centro del lago que ha estado allí desde que la Voyager la fotografió en 1979. De Kleer dijo:

La velocidad de vuelco también es diferente en los dos lados de la isla, lo que puede tener algo que ver con la composición del magma o la cantidad de gas disuelto en las burbujas del magma. Debe haber diferencias en el suministro de magma a las dos mitades de la patera, y lo que sea que desencadena el inicio del vuelco logra activar ambas mitades casi al mismo tiempo, pero no exactamente. Estos resultados nos dan una idea del complejo sistema de plomería de Loki Patera.

Lee masa través de UC Berkeleyy mira el video a continuación. Muestra una simulación esquemática de dos olas que resurgen barriendo Loki Patera a diferentes velocidades y convergiendo en la esquina sureste.

En pocas palabras: los nuevos datos sobre el enorme lago fundido en la luna de Júpiter Io, el mundo más volcánicamente activo de nuestro sistema solar, sugieren 2 ondas de lava por día, barriendo lentamente de oeste a este.

Vía UC Berkeley