Pour la première fois, des astronomes voient des nuages ​​de dioxyde de soufre de …

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Pour la première fois, les astronomes ont vu des preuves claires de panaches toxiques de gaz volcanique émergeant des volcans d’Io.

De nouvelles images radio de la lune de Jupiter ont enfin apporté des réponses à des questions de longue date sur son atmosphère.

Io est l’endroit le plus volcanique du système solaire. Plus de 400 volcans actifs tachent sa surface, une manifestation du stress interne de la lune, qui est tirée dans différentes directions non seulement par Jupiter mais aussi par les trois autres lunes galiléennes de la planète.

L’atmosphère mince et la surface d’Io sont dominées par le dioxyde de soufre – oui, le soufre – éructant de l’intérieur. Il crache sous forme de gaz à travers les crevasses et les gorges volcaniques et s’installe sur le sol la nuit quand il se refroidit, donnant à la lune ses teintes jaune et orange maladives.

Mais quelle quantité de ce gaz provient directement des volcans, par rapport à la quantité de dioxyde de soufre congelé qui a été réchauffé au soleil? C’était difficile à quantifier.

«On ne savait pas quel processus conduisait la dynamique dans l’atmosphère d’Io», a déclaré Imke de Pater, astronome de l’Université de Californie à Berkeley.

«Est-ce une activité volcanique ou un gaz sublimant de la surface glacée quand Io est au soleil? Nous montrons que les volcans ont en fait un impact majeur sur l’atmosphère. ”

Les chercheurs ont enfin des réponses et ont en même temps pu détecter des panaches de dioxyde de soufre volcanique sur la Lune.

Pour un monde où le gaz volcanique fuit constamment, l’atmosphère d’Io est étonnamment mince. La plupart du gaz qu’il contient s’échappe par une interaction complexe avec Jupiter et son champ magnétique à une vitesse d’environ 1 tonne par seconde, contribuant à un anneau de plasma colossal connu sous le nom de tore de plasma Io qui orbite autour de Jupiter.

L’atmosphère qui reste peut en dire long sur les processus géologiques à l’intérieur de la lune, ce qui à son tour pourrait nous aider à comprendre une partie de la dynamique des planètes au-delà de notre système solaire.

Lorsque nous comprenons parfaitement les effets des influences gravitationnelles concurrentes sur Io et pourquoi ces influences n’ont pas les mêmes effets sur les autres corps, nous pouvons tirer des conclusions plus éclairées sur la façon dont les influences gravitationnelles affectent les exoplanètes trop éloignées pour bien voir.

Ainsi, les astronomes ont utilisé le Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) d’Atacama au Chili pour examiner de plus près Io sous les longueurs d’onde radio alors qu’il se déplace dans et hors de l’ombre de Jupiter – une éclipse solaire de Jupiter.

La première chose qu’ils ont trouvée est que le dioxyde de soufre ne reste pas dans l’atmosphère d’IO. La nuit, la température descend en dessous du point de congélation du dioxyde de soufre.

Lorsque cette surface revient à la lumière du jour, le dioxyde de soufre congelé se sublime dans l’atmosphère et se reconstitue en environ 10 minutes – beaucoup plus rapidement que prévu.

Cette étrange bizarrerie s’est avérée être l’outil parfait pour étudier la contribution de l’atmosphère volcanique.

«Lorsque Io se déplace dans l’ombre de Jupiter et n’a pas de lumière directe du soleil, il fait trop froid pour le dioxyde de soufre et se condense à la surface d’IO», a déclaré l’astronome Statia Luszcz-Cook de l’Université de Columbia.

«Pendant ce temps, nous ne pouvons voir que du dioxyde de soufre provenant de sources volcaniques. On peut donc voir exactement à quel point l’atmosphère est influencée par l’activité volcanique. ”

Dans les images ALMA, l’équipe a pu identifier clairement les signes de panaches de dioxyde de soufre et de monoxyde de soufre provenant de sources volcaniques pour la première fois.

Dans les régions volcaniques sans dioxyde de soufre ni monoxyde, ils ont vu autre chose – du chlorure de potassium, un autre gaz volcanique.

Cela suggère que différents volcans ouvrent différents réservoirs de magma au lieu de les diviser. Cela suggère une complexité intéressante sous la surface d’Io.

Image en couleurs vraies d’Io capturée par le vaisseau spatial Galileo. (NASA / JPL / Université de l’Arizona)

À partir de leurs images, l’équipe a pu calculer la contribution volcanique à l’atmosphère d’Io. Environ 30 à 50% du dioxyde de soufre provient directement des volcans.

De toute évidence, les travaux futurs aideront à réduire ce problème. L’équipe affirme que la prochaine étape de leurs recherches consiste à mesurer la température de l’atmosphère d’Io, en particulier à basse altitude. Cela devient un peu plus difficile, mais pas impossible.

«Pour mesurer la température de l’atmosphère d’Io, nous devons obtenir une résolution plus élevée dans nos observations, ce qui nous oblige à observer la lune sur une plus longue période. Nous ne pouvons le faire que lorsque Io est au soleil, car il n’y a pas beaucoup de temps passé dans l’obscurité », a déclaré de Pater.

«Lors d’une telle observation, Io tourne de dix degrés. Nous devons utiliser un logiciel qui nous aidera à créer des images non blanchies. Nous l’avons fait auparavant avec des images radio de Jupiter créées avec ALMA et le Very Large Array. ”

La recherche est disponible en deux articles, dont l’un a été publié dans Das Planetary Science Journal, et l’autre dans la presse Das Planetary Science Journal et téléchargé sur arXiv.

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