Tín dụng hình ảnh: NASA
Một nhóm các nhà thiên văn học người Pháp và người Mỹ đã phát hiện ra sự hiện diện của muối (NaCl) trong bầu khí quyển Io. Bầu không khí của Io đã được nghiên cứu trong vài năm nay, lần đầu tiên được quan sát chặt chẽ bởi tàu vũ trụ Voyager, nhưng đây là lần đầu tiên nó được phát hiện có chứa muối bàn cũ tốt.
Bầu không khí của sao Mộc Jupiter mặt trăng Io là một trong những đặc thù nhất của Hệ mặt trời. Năm 1979, tàu vũ trụ Voyager tiết lộ núi lửa đang hoạt động (Hình 1, bên trái) ở bề mặt của vệ tinh và phát hiện ra bầu khí quyển SO2 cục bộ. Từ năm 1990, các quan sát sóng milimet thu được tại IRAM (kính viễn vọng Pháp-Đức-Tây Ban Nha) và quan sát tia cực tím với HST đã cung cấp một mô tả chi tiết hơn về bầu khí quyển này. Áp suất bề mặt điển hình là khoảng 1 nanobar, và, theo kiểu độc nhất trong Hệ Mặt trời, bầu khí quyển thể hiện các biến đổi ngang mạnh mẽ, rõ ràng tập trung ở một dải xích đạo. Các hợp chất khí quyển chính là SO2, SO và S2. Bầu khí quyển có thể được tạo ra, một mặt bởi sản lượng núi lửa trực tiếp và mặt khác là sự thăng hoa của các khối SO2 bao phủ bề mặt Io.
Tuy nhiên, nó đã bị nghi ngờ từ lâu hơn bầu khí quyển Io phải chứa các loài hóa học khác. Ngay từ năm 1974, hình ảnh và quang phổ có thể nhìn thấy đã cho thấy một đám mây nguyên tử của natri (Hình 1, bên phải), tập trung chủ yếu vào quỹ đạo Io. Các nghiên cứu chi tiết tiếp theo về đám mây này đã chỉ ra một cấu trúc phức tạp, bao gồm các đặc điểm nổi bật là natri natri nhanh, để sản xuất vai trò của các ion phân tử (NaX +). Những khám phá này tự nhiên đặt ra câu hỏi về nguồn gốc của natri trong môi trường Io. Từ độ sáng của phát xạ quang học của Na, người ta có thể ước tính rằng khoảng 1026-1027 nguyên tử natri rời khỏi Io mỗi giây.
Năm 1999, clo ở dạng nguyên tử và ion hóa đã được phát hiện xung quanh Io, với lượng dồi dào tương đương với natri (trong khi lượng vũ trụ hóa học của Na gấp khoảng 15 lần Cl). Điều này cho thấy một nguồn gốc chung, NaCl là cha mẹ hợp lý tự nhiên của cả hai. Đồng thời, trên cơ sở tính toán cân bằng nhiệt hóa học, NaCl đã được đề xuất là một hợp chất quan trọng của magma núi lửa Io, với độ khó so với SO2 cao tới vài phần trăm.
Dựa trên những khám phá và dự đoán này, một chiến dịch quan sát đã được tiến hành bởi E. Lellouch, từ Đài thiên văn Paris và một số đồng nghiệp người Pháp và người Mỹ tại kính viễn vọng IRAM 30 m vào tháng 1 năm 2002. Hai đường quay NaCl ở tốc độ 143 và 234 GHz rõ ràng được phát hiện (Hình 2.). Do áp suất hơi của muối này hoàn toàn không đáng kể, NaCl không thể ở trạng thái cân bằng thăng hoa với bề mặt Io Tua và sự hiện diện của nó phải trực tiếp dẫn đến việc tạo ra núi lửa liên tục. Nó dường như là một loài vũ trụ nhỏ. Mô hình vật lý hợp lý nhất mô tả bầu khí quyển NaCl cục bộ hơn SO2, do thời gian tồn tại rất ngắn (nhiều nhất là vài giờ) và có lẽ chỉ giới hạn ở các trung tâm núi lửa. Sự phong phú NaCl cục bộ trong mô hình này là 0,3-1,3% SO2, thấp hơn đáng kể so với dự đoán. Từ cường độ dòng, tốc độ phát xạ núi lửa của (2-8) x1028 phân tử NaCl mỗi giây có thể được suy ra. Theo mô hình quang hóa và thoát hiểm, chỉ một phần nhỏ các phân tử này thoát khỏi Io (khoảng 0,1%). Một lượng lớn hơn (1-2%) rời khỏi Io ở dạng nguyên tử sau khi được quang hóa thành Na và Cl. Phần lớn các phân tử NaCl phát ra từ núi lửa rơi trở lại bề mặt nơi chúng ngưng tụ, có khả năng đóng góp vào màu trắng của một số địa hình Io. Tóm lại, có vẻ như NaCl cung cấp một nguồn natri và clo quan trọng trong môi trường Io Lát; tuy nhiên bản chất hóa học chính xác của các ion phân tử NaX + vẫn chưa được làm rõ.
Nguồn gốc: Phát hành Tin tức Đài thiên văn Paris
