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La parte settentrionale della luna vulcanica di Giove, Io, è stata fotografata dalla sonda Juno della NASA durante il 57° passaggio della sonda spaziale sul gigante gassoso il 30 dicembre 2023. I dati di quel sorvolo e di quello del 3 febbraio 2024, aiutano gli scienziati a comprendere l’interno di Io. | Credito: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS. Elaborazione delle immagini di Gerald Eichstädt
Gli scienziati hanno misurato le temperature sotto la luna vulcanica di Giove, Io, fornendo il primo assaggio del calore latente che alimenta il mondo più vulcanico del sistema solare.
Durante un sorvolo ravvicinato di Io tra la fine del 2023 e l’inizio del 2024, la navicella spaziale Juno della NASA ha puntato il suo strumento Microwave Radiometer (MWR) sulla luna, scansionando da due a sei metri sotto la sua superficie. Originariamente progettato per osservare le dense nubi di Giove, lo strumento ha invece rivelato un nuovo e potente modo per studiare come il calore viaggia attraverso la crosta del pianeta, secondo una dichiarazione dell’agenzia spaziale.
“La sorprendente scoperta che stavamo vedendo sotto la luna rocciosa ha importanti implicazioni per lo studio dei vulcani”, ha detto in una nota Scott Bolton, coautore dello studio e ricercatore principale di Juno. “Juno ci ha insegnato che se guardiamo con lo strumento MWR vicino a un vulcano sulla Terra, potremmo vedere una firma simile nelle temperature del sottosuolo, fornendo nuove informazioni su come funzionano i vulcani.”
Finora i ricercatori si sono affidati quasi interamente a sonde a infrarossi, che rilevano solo la temperatura della superficie di Io. Sondando qualche metro sotto la superficie, Giunone ha rivelato per la prima volta come il calore viaggia attraverso la crosta lunare.
Le misurazioni hanno mostrato temperature in aumento fino a oltre 40 gradi Fahrenheit (22 gradi Celsius) solo pochi metri sotto la superficie, molto più di quanto la sola luce solare potrebbe spiegare. Secondo la dichiarazione, la mappa della temperatura del sottosuolo di Giunone ha rivelato anche regioni ad alte temperature, con temperature tra 10 e 20 gradi C (tra 18 e 36 gradi F) più calde dell’ambiente.
Le osservazioni di Giunone hanno rivelato anche un’altra sorpresa. Nonostante sia conosciuta per le sue alte montagne e i suoi vulcani attivi, la maggior parte di Io sembra essere straordinariamente liscia e costituita da materiale insolitamente denso. I ricercatori pensano che la Luna sia ricoperta da strati porosi di cenere vulcanica, brina di zolfo e altri detriti esplosivi che continuano a provenire da Io, seppellendo la vecchia superficie sotto nuovi depositi.
Gli scienziati pensano che il calore trovato sotto Io potrebbe salire lentamente dal nucleo fuso della luna nella crosta conduttiva o da sacche di lava raffreddata intrappolate sotto la superficie. In ogni caso, i dati forniscono il quadro più chiaro finora di come Io trasferisce il calore dal suo interno.
A differenza della Terra, dove il vulcanismo è guidato principalmente dal calore derivante dal decadimento radioattivo, Io è in costante espansione e viene schiacciato dalla gravità di Giove mentre orbita attorno al pianeta gigante. Queste costanti fluttuazioni delle maree generano enormi quantità di calore interno, alimentando centinaia di vulcani e rendendo Io l’oggetto più esplosivo del sistema solare. Migliorando la comprensione degli scienziati su come il calore e il magma viaggiano sotto il pianeta prima di un’eruzione, le stesse tecniche a microonde utilizzate da Juno potrebbero aiutare i ricercatori a monitorare meglio i vulcani della Terra e migliorare le previsioni sulle eruzioni.
“Io fornisce una finestra unica per studiare come funziona il riscaldamento oceanico nell’universo, un processo importante che fornisce energia e calore a un mondo lontano dalla sua stella madre”, ha affermato Bolton in una nota. “Questo processo non solo può creare il corpo più vulcanico del sistema solare, nel caso di Io, ma spinge anche gli oceani sotterranei sulle lune dei pianeti giganti, come Europa e Ganimede. Fino a questo punto potevamo vedere solo il calore proveniente dalla superficie o attraverso esplosioni. Ora possiamo rivelare come il calore viaggia dall’interno alla superficie.”
Poiché Io è un esempio estremo di attività vulcanica, funge da laboratorio naturale per studiare come il calore viaggia attraverso la crosta del pianeta. Queste informazioni potrebbero aiutare gli scienziati a comprendere meglio gli antichi vulcani su Marte, Venere e le lune della Terra, la cui superficie si è formata da massicce eruzioni miliardi di anni fa.
Questa applicazione può anche aiutare nella ricerca di una vita in un altro posto. Anche se Io stesso è troppo ostile per sostenere la vita, gli strumenti a microonde possono sondare il sottosuolo del ghiaccio. Giunone ha già utilizzato uno strumento simile per studiare le lune di Giove Europa e Ganimede, dove gli scienziati ritengono che sotto densi gusci di ghiaccio sia nascosto un grande oceano. Comprendere come il calore viaggia attraverso quelle croste è importante per determinare se possono mantenere habitat adatti alla vita come la conosciamo.
I loro risultati sono stati pubblicati il 22 luglio sul Journal of Geophysical Research: Planets.