Mặc dù các sứ mệnh không gian Voyager và Galileo đã quan sát bằng chứng về hoạt động của núi lửa trên Io, nhưng đó là một vệt màu xanh nhạt ở rìa của Io Io trong một hình ảnh được nâng cao từ Voyager, lần đầu tiên đưa ra bằng chứng về bản chất hỗn loạn của mặt trăng.
Bạn ưa thích một nhà thiên văn học ghế bành? Một nhóm các nhà nghiên cứu ở California đã đẩy nó lên một tầm cao bằng cách theo dõi các vụ phun trào núi lửa dữ dội trên mặt trăng kỳ lạ của sao Mộc Jupiter trên sự thoải mái trong nhà của họ.
Io, trong cùng của bốn mặt trăng lớn nhất xung quanh Sao Mộc, hay các mặt trăng Galilê, là vật thể hoạt động núi lửa mạnh nhất trong Hệ Mặt trời với hơn 400 ngọn núi lửa đang hoạt động phun ra các luồng khí lưu huỳnh và lưu huỳnh đioxit. Các nhà khoa học nghĩ rằng một cuộc giằng co hấp dẫn với Sao Mộc là một trong những nguyên nhân gây ra sự lưu hóa dữ dội của Io. Các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng hầu hết các quy trình không được hiểu rõ. Trong khi các vụ phun trào của Io không thể được nhìn thấy trực tiếp từ Trái đất, một nhóm do Frank Marchis, một nhà nghiên cứu tại Trung tâm Carl Sagan của Viện SETI đã đưa ra một sự kết hợp độc đáo giữa các mảng kính viễn vọng trên Trái đất và hình ảnh lưu trữ từ Voyager và Đầu dò Galileo, theo thông cáo báo chí. Nhóm nghiên cứu đã công bố phát hiện của họ tại cuộc họp Khoa học hành tinh năm 2012 hôm nay tại Reno, Nevada.
Kể từ lần quan sát đầu tiên của chúng tôi về Io vào năm 2001 bằng cách sử dụng kính viễn vọng 10 m của W. M. Keck II từ đỉnh Mauna Kea ở Hawaii và hệ thống AO (quang học thích ứng) của nó, nhóm của chúng tôi đã rất hào hứng với công nghệ này, Marchis nói. Chúng tôi cũng bắt đầu sử dụng AO tại Kính thiên văn rất lớn ở Chile và tại Kính viễn vọng Bắc Gemini ở Hawaii. Công nghệ đã được cải thiện qua nhiều năm, và chất lượng hình ảnh và tính hữu dụng của những thiết bị phức tạp đó đã khiến chúng trở thành một phần của bộ công cụ thiết yếu cho kính viễn vọng lớn.
Một vệt màu xanh nhạt trên một hình ảnh nổi hạt và được tăng cường cao từ Voyager 1 lần đầu tiên gợi ý về bản chất năng động của Io. Máy ảnh Voyager xông cho thấy một địa hình kỳ quái của các lĩnh vực núi lửa, các điểm tối và các luồng hoạt động. Các nhà khoa học đặt biệt danh cho nó là Pizza Pizza Moon. Tàu thăm dò của NASA Galileo đã quan sát hơn 160 ngọn núi lửa đang hoạt động trong các giai đoạn phun trào khác nhau trong chuyến tham quan vòng quanh hành tinh lớn nhất hành tinh.
Nhưng những bức ảnh rõ nét từ Galileo đã ngừng hoạt động vào năm 2003. Quan sát một vật thể có kích thước Mặt trăng ở khoảng cách đáng kinh ngạc so với Sao Mộc từ Trái đất là một thách thức vì sự mờ ảo gây ra bởi bầu khí quyển Trái đất khuấy động. Kể từ năm 2001, tất cả các kính thiên văn lớn từ 8 đến 10 mét đã được trang bị hệ thống quang học thích ứng điều chỉnh độ mờ đó. Kể từ năm 2003, Marchis và nhóm của ông đã thu thập được khoảng 40 chu kỳ của các quan sát của Io trong các chi tiết cận hồng ngoại hiển thị nhỏ như 100 km, hoặc 60 dặm, trên bề mặt của mặt trăng.
Quan sát một số vụ phun trào sáng và trẻ được phát hiện ở bước sóng ngắn (~ 2,1 micron) ở bước sóng trên và bước sóng dài hơn (~ 3,2 micron) ở phía dưới kể từ năm 2004 bằng kính viễn vọng 10 mét của W. Keck (tháng 5 năm 2004, tháng 8 năm 2007, tháng 9 năm 2007 , Tháng 7 năm 2009), kính viễn vọng 8 mét Gemini North (tháng 8 năm 2007) và kính viễn vọng 8 mét ESO VLT-Yepun (tháng 2 năm 2007), tất cả đều có hệ thống quang học thích ứng của chúng. Chữ ký nhiệt của vụ nổ Tvashtar có thể được nhìn thấy gần cực bắc trên các hình ảnh được thu thập vào năm 2007. Một vụ phun trào mới trên Pillan Patera đã được nhìn thấy vào tháng 8 năm 2007. Một vụ phun trào trẻ và sáng được phát hiện trên Loki Patera vào tháng 7 năm 2009. Đây là lần cuối cùng phun trào sáng được phát hiện trong cuộc khảo sát của chúng tôi; kể từ đó, hoạt động núi lửa Io không còn hoạt động. Tín dụng: F. Marchis
Tàu vũ trụ chỉ có thể thu được những cái nhìn thoáng qua của núi lửa Io, Voyager trong vài tháng, Galileo vài năm và New Horizons vài ngày. Các quan sát trên mặt đất, mặt khác, có thể tiếp tục theo dõi các núi lửa Io trong thời gian dài. Càng nhiều kính viễn vọng nhìn vào Io, chúng ta có thể thu được thời gian tốt hơn. Julie Rathbun từ Đại học Redlands cho biết, một nhà khoa học hành tinh không trực tiếp tham gia vào nghiên cứu này nhưng đã thực hiện giám sát Io bằng kính viễn vọng 3 mét IRTF của NASA trong hơn 15 năm. Các quan sát của AO AO từ các kính viễn vọng lớp 8-10m là một sự cải tiến đáng kể về độ phân giải không gian so với các quan sát trên mặt đất trước đây. Chẳng mấy chốc, họ sẽ không chỉ là cách duy nhất của chúng tôi để theo dõi núi lửa Io, mà là cách tốt nhất. Chúng ta nên thực hiện những quan sát này thường xuyên hơn.
Mô phỏng các quan sát của Io bằng kính viễn vọng W. Keck và hệ thống AO hiện tại của nó, hệ thống AO thế hệ tiếp theo gắn trên kính viễn vọng W. Keck (KNGAO) và Kính viễn vọng Ba mươi mét (TMT) được trang bị hệ thống AO của nó (NFIRAOS) . Độ phân giải không gian trên trung tâm của Io được cung cấp bởi các hệ thống AO này tương ứng là 140 km, 110 km và 35 km trong dải H (1,6 micron). Hai trung tâm phun trào trẻ có nhãn A & B chỉ có thể được phát hiện trên các quan sát TMT. Công cụ KNGAO đã phát hiện vụ phun trào sáng nhất có nhãn A. Marchis
Theo nhóm nghiên cứu, các quan sát cho thấy một loạt các vụ phun trào trẻ và tràn đầy năng lượng được gọi là sự bùng nổ. Những sự kiện này nổi bật cho thấy nhiệt độ phun trào cao. Thật trùng hợp, nhóm nghiên cứu đã quan sát sự thức tỉnh của núi lửa Tvashtar trong khi New Horizons phóng qua Sao Mộc trên đường tới Sao Diêm Vương. Vụ phun trào kéo dài từ tháng 4 năm 2006 đến tháng 9 năm 2007. Những quan sát cũ hơn từ Galileo cho thấy mô hình phun trào tương tự vào năm 1999 kéo dài trong 15 tháng.
Ashley Các đặc điểm của các núi lửa này chỉ ra việc nạp lại thường xuyên các khoang lưu trữ magma, Ashley Davies, một nhà nghiên cứu núi lửa tại Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực, Viện Công nghệ California, và là thành viên của nghiên cứu. Điều này sẽ cho phép chúng ta mô hình hóa quá trình phun trào và hiểu cách nhiệt được loại bỏ khỏi Io sâu bên trong bởi phong cách hoạt động núi lửa đặc biệt này.
Nhóm nghiên cứu đã tìm thấy bốn vụ phun trào bổ sung bao gồm một ngọn núi lửa đang hoạt động không được quan sát trước đó vào năm 2004. Vụ nổ lẻ tẻ mới chiếm khoảng 10% sản lượng nhiệt trung bình của Io, theo Marchis. Sự bùng nổ mạnh mẽ hơn Tvashtar vào năm 2001. Trong khi nhóm nghiên cứu tiếp tục nghiên cứu về Io, họ đã lưu ý rằng kể từ tháng 9 năm 2010, mặt trăng hoạt động điên cuồng hầu như yên tĩnh. Hàng chục vụ phun trào nhiệt độ thấp kéo dài trên toàn cầu, nhưng nhóm nghiên cứu chưa phát hiện ra các vụ phun trào kiểu phun lửa trẻ, được thấy trước đây.
Bước nhảy vọt khổng lồ tiếp theo trong lĩnh vực thiên văn học hành tinh là sự xuất hiện của Kính thiên văn Gương phân đoạn khổng lồ, như Kính thiên văn Ba mươi mét dự kiến sẽ có vào năm 2021. Nó sẽ cung cấp độ phân giải không gian 35 km trong vùng cận hồng ngoại, tương đương với độ phân giải không gian của các quan sát toàn cầu được thực hiện bởi tàu vũ trụ Galileo. Khi chỉ vào Io, những chiếc kính thiên văn này sẽ cung cấp tương đương với một con tàu vũ trụ của vệ tinh, ông March Marchis nói.
Nguồn: SETI
