آتش‌فشان‌های قمر آیو چطور کار می‌کنند؟ کشف جدید ناسا معمای ۴۴ ساله را حل کرد

یک خبر تازه درباره‌ی آتشفشان‌های قمر «آیو»

دانشمندا با کمک مأموریت «جونو»ی ناسا به سیاره‌ی مشتری، به این نتیجه رسیدن که احتمالاً آتشفشان‌های قمر «آیو»، به‌جای این‌که از یک اقیانوس گدازه‌ی داغ کلی منشأ بگیرن، هر کدوم توسط حجره‌های داغ و پر از گدازه‌ی خودشون تغذیه می‌شن. این یافته، معما‌ی ۴۴ ساله‌ی ریشه‌های زیرسطحیِ بارزترین ویژگی‌های زمین‌شناختیِ این قمر رو حل کرده. یه مقاله در همین مورد، درباره‌ی منبع آتشفشانی آیو، پنج‌شنبه‌ی هفته‌ی پیش، ۱۲ دسامبر، تو مجله‌ی Nature منتشر شد و یافته‌ها و بقیه‌ی نتایج علمی درباره‌ی آیو، تو یه کنفرانس خبری توی واشینگتن، تو جلسه‌ی سالیانه «انجمن زمین‌شناسی آمریکا» که بزرگترین گردهمایی دانشمندان زمین و فضاست، مورد بحث قرار گرفت.

آیو که اندازه‌اش تقریباً به اندازه‌ی ماه‌ه، به عنوان فعال‌ترین جرم آتشفشانی تو منظومه‌ی شمسی شناخته می‌شه. این قمر حدود ۴۰۰ تا آتشفشان داره که با آتش‌فشان‌های مداوم‌شون و بیرون‌ ریختن گدازه و بخار، به پوشش سطح‌ش کمک می‌کنن. اگهچه آیو ۸ ژانویه ۱۶۱۰ توسط «گالیله» کشف شد، اما فعالیت‌های آتشفشانی‌ش تا سال ۱۹۷۹ تشخیص داده نشده بود، تا این‌که «لیندا موراتیتو»، دانشمند تصویربرداری از آزمایشگاه پیشرانه‌ی جت ناسا تو کالیفرنیای جنوبی، برای اولین بار یه بخار آتشفشانی رو تو تصویری از فضاپیمای «وُیِجِر 1» شناسایی کرد.

«اسکات بولتون»، محقق اصلی «جونو» از مؤسسه‌ی تحقیقات جنوب غربی توی سن آنتونیو، گفت: «از موقعی که ‘موراتیتو’ این کشف رو کرد، دانشمندان سیاره‌ای در مورد این‌که آتشفشان‌ها چطور از گدازه‌ی زیر سطحشون تغذیه می‌شن، کنجکاو بودن. آیا یه اقیانوس کم‌عمق از گدازه‌ی داغ، آتشفشان‌ها رو تغذیه می‌کرد یا منبعشون محلی‌تر بود؟ ما می‌دونستیم که داده‌های به دست اومده از دو پرواز نزدیک ‘جونو’، می‌تونه یه دید خوبی از چگونگی کارکرد این قمر پرآشوب به ما بده.»

فضاپیمای «جونو» تو دسامبر ۲۰۲۳ و فوریه‌ی ۲۰۲۴، پروازهای بسیار نزدیکی از آیو انجام داد و تا فاصله‌ی حدود ۹۳۰ مایلی (۱۵۰۰ کیلومتری) از سطحش نزدیک شد. تو طول این نزدیکی‌ها، «جونو» با شبکه‌ی فضایی عمیق ناسا ارتباط برقرار کرد و داده‌های دو فرکانسی و با دقت بالا رو جمع‌آوری کرد که برای اندازه‌گیری جاذبه‌ی آیو با ردگیری تأثیرش روی شتاب فضاپیما استفاده می‌شد.

کشف‌های تازه درباره‌ی جاذبه‌ی این ماه از پروازهای جونو

چیزی که مأموریت «جونو» از پروازهاش درباره‌ی جاذبه‌ی این ماه یاد گرفت، منجر به انتشار یه مقاله‌ی جدید شد که جزئیات بیشتری از پدیده‌ای به اسم «کشش جزر و مدی» رو روشن می‌کنه. آیو، ماهی هست که به مشتری نزدیکه و تو مدار بیضی‌ش، هر ۴۲.۵ ساعت یه دور به دور این غول گازی می‌چرخه. با تغییر فاصله‌ش، نیروی جاذبه‌ی مشتری هم تغییر می‌کنه و همینه که باعث می‌شه این ماه، مدام تحت فشار باشه. نتیجه‌ی این فشار، یه حالت شدید از کشش جزر و مدیه — اصطکاک ناشی از نیروهای جزر و مدی که گرما تولید می‌کنه.

«بولتون» گفت: «این کشش مداوم، انرژی خیلی زیادی تولید می‌کنه که واقعاً بخش‌هایی از درون آیو رو ذوب می‌کنه.» او اضافه کرد: «اگه آیو یه اقیانوس گدازه‌ی جهانی داشت، ما می‌دونستیم نشانه‌های تغییر شکل جزر و مدی اون، خیلی بزرگ‌تر از یه درون جامد و نسبتاً سفت می‌بود. بنا بر این، بسته به نتایج به‌دست اومده از بررسی میدان جاذبه‌ی آیو توسط «جونو»، ما می‌تونیم بگیم که آیا یه اقیانوس گدازه‌ی جهانی زیر سطحش پنهان شده یا نه.»

تیم «جونو»، داده‌های داپلر رو از دو پروازشون با مشاهدات مأموریت‌های قبلی این آژانس تو سیستم مشتری و همین‌طور تلسکوپ‌های زمینی مقایسه کردن. اونا تغییر شکل جزر و مدی رو پیدا کردن که با نبودن یه اقیانوس گدازه‌ی جهانی سطحی تو آیو سازگاره. «رایان پارک»، نویسنده‌ی اصلی و همکار «جونو» و سرپرست گروه دینامیک منظومه‌ی شمسی تو JPL، گفت: «کشف «جونو» مبنی بر این‌که نیروهای جزر و مدی همیشه اقیانوس‌های گدازه‌ی جهانی درست نمی‌کنن، بیشتر از این‌که ما رو به بازنگری تو چیزی که درباره‌ی درون آیو می‌دونیم وادار کنه، تو درک ما از ماههای دیگه، مثل ‘انسلادوس’ و ‘اروپا’، و حتی سیارات فراخورشیدی و ابرزمین‌ها اثر داره. یافته‌های جدید ما، یه فرصت برای بازنگری تو چیزی که درباره‌ی شکل‌گیری و تکامل سیارات می‌دونیم، فراهم می‌کنه.»

علم، در راهه

علم جدید تو راهه. فضاپیما تو تاریخ ۲۴ نوامبر، ۶۶مین پرواز علمی‌ش رو بالای ابرهای مرموز مشتری انجام داد. نزدیک‌ترین پرواز بعدی به این غول گازی، ساعت ۱۲:۲۲ بامداد به وقت شرق آمریکا، تو تاریخ ۲۷ دسامبر خواهد بود. تو زمان «پری‌یو»، که مدار «جونو» به مرکز سیاره نزدیک‌ترین حالتشه، فضاپیما حدود ۲۱۷۵ مایلی (۳۵۰۰ کیلومتر) بالای ابرهای مشتری خواهد بود و از موقعی که وارد مدار این غول گازی شده تو سال ۲۰۱۶، ۶۴۵.۷ میلیون مایل (۱.۰۳۹ میلیارد کیلومتر) رو ثبت کرده.