ALMA montre l’impact volcanique sur l’atmosphère d’Io –

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  • De nouvelles images radio de l’Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) montrent pour la première fois l’effet direct de l’activité volcanique sur l’atmosphère de la lune Io de Jupiter.

    Io est la lune la plus volcaniquement active de notre système solaire. Il héberge plus de 400 volcans actifs, crachant des gaz de soufre qui donnent à Io ses couleurs jaune-blanc-orange-rouge quand ils gèlent à sa surface.

    Bien qu’elle soit extrêmement mince – environ un milliard de fois plus mince que l’atmosphère terrestre – Io a une atmosphère qui peut nous renseigner sur l’activité volcanique d’Io et nous fournir une fenêtre sur l’intérieur de la lune exotique et ce qui se passe sous sa croûte colorée.

    Des recherches antérieures ont montré que l’atmosphère d’Io est dominée par le dioxyde de soufre gazeux, qui provient finalement de l’activité volcanique. “Cependant, on ne sait pas quel processus entraîne la dynamique dans l’atmosphère d’Io”, a déclaré Imke de Pater de l’Université de Californie à Berkeley. “Est-ce une activité volcanique ou un gaz qui s’est sublimé (est passé de l’état solide à l’état gazeux) de la surface glacée lorsque Io est au soleil?”

    Pour faire la distinction entre les différents processus qui donnent naissance à l’atmosphère d’Io, une équipe d’astronomes a utilisé ALMA pour faire des instantanés de la lune lorsqu’elle passait dans et hors de l’ombre de Jupiter (ils appellent cela une «éclipse»).

    “Quand Io passe dans l’ombre de Jupiter, et qu’il est à l’abri de la lumière directe du soleil, il fait trop froid pour le dioxyde de soufre, et il se condense à la surface de Io. Pendant ce temps, nous ne pouvons voir que du dioxyde de soufre d’origine volcanique. une grande partie de l’atmosphère est affectée par l’activité volcanique », a expliqué Statia Luszcz-Cook de l’Université de Columbia, New York.

    Grâce à la résolution et à la sensibilité exquises d’ALMA, les astronomes ont pu, pour la première fois, voir clairement les panaches de dioxyde de soufre (SO2) et le monoxyde de soufre (SO) montent des volcans. Sur la base des instantanés, ils ont calculé que les volcans actifs produisent directement 30 à 50% de l’atmosphère d’Io.

    Les images ALMA montraient également un troisième gaz sortant des volcans: le chlorure de potassium (KCl). “Nous voyons du KCl dans les régions volcaniques où nous ne voyons pas de SO2 ou SO “, a déclaré Luszcz-Cook.” C’est une preuve solide que les réservoirs de magma sont différents sous différents volcans. “

    Io est volcaniquement actif en raison d’un processus appelé chauffage par marée. Io tourne autour de Jupiter sur une orbite qui n’est pas tout à fait circulaire et, comme notre Lune fait toujours face au même côté de la Terre, le même côté de Io fait toujours face à Jupiter. L’attraction gravitationnelle des autres lunes de Jupiter, Europe et Ganymède, provoque d’énormes quantités de friction et de chaleur internes, donnant naissance à des volcans tels que Loki Patera, qui s’étend sur plus de 200 kilomètres (124 miles) de diamètre. “En étudiant l’atmosphère et l’activité volcanique d’Io, nous en apprenons davantage sur non seulement les volcans eux-mêmes, mais aussi le processus de réchauffement des marées et l’intérieur d’Io”, a ajouté Luszcz-Cook.

    Une grande inconnue reste la température dans la basse atmosphère d’Io. Dans les recherches futures, les astronomes espèrent mesurer cela avec ALMA. “Pour mesurer la température de l’atmosphère d’Io, nous devons obtenir une résolution plus élevée dans nos observations, ce qui nécessite que nous observions la lune pendant une plus longue période. Nous ne pouvons le faire que lorsque Io est au soleil car il ne dépense pas beaucoup. le temps en éclipse », a déclaré de Pater. “Au cours d’une telle observation, Io tournera de dizaines de degrés. Nous devrons appliquer un logiciel qui nous aide à faire des images sans bavures. Nous l’avons déjà fait avec des images radio de Jupiter réalisées avec ALMA et le Very Large Array (VLA). . “

    L’Observatoire national de radioastronomie est une installation de la National Science Foundation, exploitée dans le cadre d’un accord de coopération par Associated Universities, Inc.

    Imke de Pater et Statia Luszcz-Cook ont ​​travaillé avec Patricio Rojo de l’Universidad de Chile, Erin Redwing de l’Université de Californie à Berkeley, Katherine de Kleer du California Institute of Technology (Caltech) et Arielle Moullet de SOFIA / USRA en Californie .

    Cette recherche intitulée “ALMA Observations of Io Going into and Coming of Eclipse” a été acceptée pour publication dans Le journal des sciences planétaires.

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