Ученые разгадали одну из тайн, связанных с мощной вулканической активностью спутника Юпитера Ио. Наземные радионаблюдения показали, что вулканы на этом раскаленном спутнике извергались всегда, с самого его рождения, говорится исследовании, опубликованном в журнале Science.
Спутник Юпитера Ио является самым вулканически активным телом Солнечной системы. Однако в отличие от большинства других тел, где есть действующие вулканы, источником разогрева его внутренних областей является приливное воздействие со стороны Юпитера и орбитальный резонанс с двумя другими спутниками — Европой и Ганимедом.
Однако важной неразрешенной загадкой до последнего времени оставался вопрос о том, как давно происходит вулканизм на Ио. Ответить на него, изучая поверхность спутника, невозможно — из-за постоянного извержения вулканов она постоянно обновляется, и по особенностям рельефа можно восстановить геологическую историю Ио максимум за несколько миллионов лет.
Решить загадку удалось с помощью анализа соотношений изотопов серы и хлора. Для этого ученые из Калифорнийского технологического института использовали наблюдения Чилийской радиообсерватории ALMA, где получили спектр линий различных элементов в составе таких соединений атмосферы Ио, как SO2, SO, NaCl, KCl.
По особенностям линий ученые оценили соотношение тяжелых и легких изотопов серы и хлора 34S/32S и 37Cl/35Cl в атмосфере. Оказалось, что у обоих элементов по сравнению со средними показателями для Солнечной системы превышено содержание тяжелых изотопов. С учетом того, что ежесекундно Ио теряет 1-3 тонны атмосферы, составляющие которой улетают в космическое пространство, и в основном это легкие изотопы, ученые сделали вывод, что за все время Ио потерял 94-99% всей серы, участвующей в круговороте в атмосфере.
Всего, по расчетам ученых, за свою историю Ио потерял порядка 1-2×1020 кг вещества, большей частью в виде SO2.
«Эти результаты указывают на то, что Ио оставался вулканически активным всю или большую часть своей истории (4,57 млрд лет), при этом, возможно, темпы дегазации и потери массы были выше на ранних этапах», — заключили ученые. По их мнению, этот результат поможет лучше понимать детали эволюции Ио и других спутников в Солнечной системе.