Asākas nekā jebkad agrāk – Io vulkāniskās virsmas atklāj jaunā teleskopa tehnoloģija | Huepaintco

SciTechDaily

Jupitera pavadonis Io, ko SHARK-VIS attēloja 2024. gada 10. janvārī. Šis ir augstākās izšķirtspējas Io attēls, kas jebkad iegūts ar zemes teleskopu. Attēlā ir apvienotas trīs spektrālās joslas – infrasarkanā, sarkanā un dzeltenā –, lai izceltu sarkanīgo gredzenu ap Pele vulkānu (zem un pa labi no Mēness centra) un balto gredzenu ap Pillan Patera, pa labi no Peles. Kredīts: INAF/Lielā binokulārā teleskopa observatorija/Georgia State University; SHARK-VIS/F IRV joslas novērojumi. Pedichini; rediģēja D. Houps, S. Džeferijs, G. Li Causi

Astronomi ir fiksējuši vulkānisku notikumu Jupitersmēness Io ar izšķirtspēju, kas nekad agrāk nebija sasniegta ar novērojumiem uz zemes, uzlabojot mūsu izpratni par vulkāniskajiem procesiem visā Saules sistēmā.

Jaunie Jupitera vulkānu mēness Io attēli, kas uzņemti ar lielo binokulāro teleskopu Grehema kalnā Arizonā, nodrošina augstāko Io izšķirtspēju, kas jebkad iegūta ar uz zemes izvietotu instrumentu. Novērojumi bija iespējami, izmantojot jaunu augsta kontrasta optisko attēlveidošanas instrumentu, ko sauc par SHARK-VIS, un teleskopa adaptīvās optikas sistēmu, kas kompensē atmosfēras turbulences izraisīto izplūšanu.

Atklātas nekad iepriekš neredzētas detaļas

Bildes publicētas žurnālā Ģeofizisko pētījumu vēstules, atklāj tikai 50 jūdžu diametra virsmas elementus, telpisko izšķirtspēju, kas līdz šim bija sasniedzama tikai ar kosmosa kuģiem, kas nosūtīti uz Jupiteru. Saskaņā ar pētnieku grupas teikto, tas ir līdzvērtīgs dimetānnaftalīna izmēra objekta attēla uzņemšanai no 100 jūdžu attāluma.

SHARK-VIS ļāva pētniekiem identificēt lielu atdzimšanas notikumu ap Pele, vienu no Io ievērojamākajiem vulkāniem. Saskaņā ar dokumenta pirmā autora Al Konrāda teikto, izvirdumi uz Io, Saules sistēmas vulkāniski aktīvākā ķermeņa, padara viņu laikabiedrus uz Zemes pundurus.

Lielais binokulārā teleskopa interferometrs

Lielais binokulārā teleskopa interferometrs jeb LBTI ir uz zemes bāzēts instruments, kas savieno divus 8 metru klases teleskopus Grehema kalnā Arizonā, veidojot pasaulē lielāko viena stiprinājuma teleskopu. Interferometrs ir paredzēts, lai atklātu un pētītu zvaigznes un planētas ārpus mūsu Saules sistēmas. Pateicība: NASA/JPL-Caltech

Vulkāniskās atziņas no Io

“Tāpēc Io sniedz unikālu iespēju uzzināt par spēcīgajiem izvirdumiem, kas palīdzēja veidot Zemes un Mēness virsmas to tālajā pagātnē,” sacīja Konrāds, asociētais zinātnieks. Lielā binokulārā teleskopa observatorija. Lielais binokulārais teleskops jeb LBT ir daļa no Mount Graham Starptautiskā observatorijaArizonas Universitātes nodaļa Stjuarta observatorija.

Konrāds piebilda, ka šādi pētījumi palīdzēs zinātniekiem saprast, kāpēc dažas Saules sistēmas pasaules ir vulkāniskas, bet citas ne. Viņi kādu dienu var arī izgaismot vulkāniskās pasaules eksoplaneta sistēmas ap tuvējām zvaigznēm.

Gravitācijas dinamika un vulkānisms

Io, kas ir nedaudz lielāks par Zemes pavadoni, ir visdziļākais no Jupitera Galilejas pavadoņiem, kas papildus Io ietver Eiropu, Ganimēdu un Kalisto. Io, kas ir ieslēgts gravitācijas “virves vilkšanā” starp Jupiteru, Eiropu un Ganimēdu, tiek pastāvīgi saspiests, izraisot berzes siltuma uzkrāšanos tā iekšpusē, kas, domājams, ir tās pastāvīgās un plaši izplatītās vulkāniskās aktivitātes cēlonis.

Uzraugot izvirdumus uz Io virsmas, zinātnieki cer gūt ieskatu siltuma izraisītajā materiāla kustībā zem Mēness virsmas, tā iekšējā struktūrā un galu galā plūdmaiņu sildīšanas mehānismā, kas ir atbildīgs par Io intensīvo vulkānismu.

Šķērsgriezums caur Io garozu

Io garozas šķērsgriezums, kas parāda zinātnieku pašreizējo izpratni par ģeoloģiskajiem un ķīmiskajiem procesiem, kas veido virsmu un rada Mēness atmosfēru. Kreisajā pusē ir sarkana sēra strūkla un gredzens, kas ir līdzīgs Peles lavas ezera radītajam. Pārsvarā aukstās litosfēras defekti darbojas kā ceļi ar sēru bagātai silikāta magmai, kas sasniedz virsmu. Io iekšpusi silda berze, ko izraisa gravitācijas vilcēji no Jupitera un diviem tā pavadoņiem — Eiropas un Ganimīda, kas rada izkausētu magmu. Autors: de Pater et al., 2021, gada apskati, pamatojoties uz Daga Beknera, Džeimsa Tutla Kīna un Ešlijas Deivisa figūru

Vēsturiskais konteksts un jaunākie atklājumi

Io vulkāniskā aktivitāte pirmo reizi tika atklāta 1979. gadā, kad Linda Morabito, inženiere NASA‘s Voyager misija atklāja izvirduma strūklu vienā no attēliem, ko kosmosa kuģis uzņēma tās slavenās “Lielās tūres” laikā pa ārējām planētām. Kopš tā laika neskaitāmi novērojumi, kas dokumentē Io nemierīgo dabu, ir veikti gan no kosmosa, gan uz zemes izvietotiem teleskopiem.

Pētījuma līdzautore Ešlija Deivisa, NASA reaktīvo dzinēju laboratorijas galvenā zinātniece (JPL), teikts, ka jaunais SHARK-VIS uzņemtais attēls ir tik bagāts ar detaļām, ka tas ir ļāvis komandai identificēt lielu atdzimšanas notikumu, kurā strūklas apmetas ap ievērojamu vulkānu, kas pazīstams kā Pele, kas atrodas Io dienvidu puslodē netālu no vulkāna. ekvators, ko klāj blakus esošā vulkāna Pillan Patera izvirduma nogulsnes. Līdzīgu sprādziena secību novēroja NASA Galileo kosmosa kuģis, kas pētīja Jupitera sistēmu no 1995. līdz 2003. gadam.

Tehnoloģiskie sasniegumi novērojumos uz zemes

“Mēs interpretējam izmaiņas kā tumšas lavas nogulsnes un baltas sēra dioksīda nogulsnes, kas radušās Pillan Patera izvirduma rezultātā, kas daļēji pārklāj Peles sarkano, sēru bagāto plūmju atradni,” sacīja Deiviss. “Pirms SHARK-VIS šādus atmodas notikumus no Zemes nebija iespējams novērot.”

Lai gan infrasarkanā teleskopa attēli var noteikt karstos punktus, ko izraisa notiekošie vulkāna izvirdumi, tie nav pietiekami asi, lai atklātu virsmas detaļas un nepārprotami noteiktu izvirdumu vietas, paskaidroja līdzautors Imke de Paters, Kalifornijas universitātes astronomijas profesors. Bērklijs.

“Asāki attēli redzamos viļņu garumos, piemēram, tie, ko nodrošina SHARK-VIS un LBT, ir būtiski, lai identificētu gan izvirdumu vietas, gan virsmas izmaiņas, kuras nevar noteikt infrasarkanajā starā, piemēram, jaunas spalvu nogulsnes,” sacīja de Paters, piebilstot, ka redzamā gaisma sniedz zinātniekiem būtisku kontekstu infrasarkano staru novērojumu interpretācijai, tostarp no kosmosa kuģiem, piemēram, Juno, kas pašlaik riņķo ap Jupiteru.

Tehnoloģiskie sasniegumi novērošanas astronomijā

SHARK-VIS uzbūvēja Itālijas Nacionālais astrofizikas institūts Romas Astronomijas observatorijā, un to vada komanda, kuru vada galvenais pētnieks Fernando Pedichini, kuram palīdz projekta vadītājs Roberto Piazzesi. 2023. gadā tas tika uzstādīts kopā ar tā papildinošo tuvu infrasarkano staru instrumentu SHARK-NIR uz LBT, lai pilnībā izmantotu teleskopa unikālās adaptīvās optikas sistēmas priekšrocības. Instrumentā ir ātrdarbīga, īpaši zema trokšņa kamera, kas ļauj novērot debesis “ātrās attēlveidošanas” režīmā, uzņemt lēnas kustības kadrus, kas iesaldē atmosfēras turbulences radītos optiskos kropļojumus, un pēcapstrādes datus vēl nebijušā līmenī. asums.

Gianluca Li Causi, Itālijas Nacionālā astrofizikas institūta SHARK-VIS datu apstrādes vadītājs, paskaidroja, kā tas darbojas: “Mēs apstrādājam savus datus datorā, lai noņemtu visas sensora elektroniskās pēdas pēdas. Pēc tam mēs atlasām labākos ietvarus un apvienojam tos, izmantojot ļoti efektīvu programmatūras pakotni Kraken, ko izstrādājuši mūsu kolēģi Duglass Houps un Stjuarts Džeferijs no Džordžijas štata universitātes. Kraken ļauj mums noņemt atmosfēras efektus un atklāj Io neticami asumā.”

Nākotnes perspektīvas Saules sistēmas novērošanā

SHARK-VIS instrumentu zinātnieks Simone Antoniucci sacīja, ka viņš sagaida, ka tiks veikti jauni novērojumi objektiem visā Saules sistēmā.

“SHARK-VIS asā redze ir īpaši piemērota, lai novērotu daudzu Saules sistēmas ķermeņu virsmas, ne tikai milzu planētu pavadoņus, bet arī asteroīdus,” viņš teica. “Mēs jau esam novērojuši dažus no tiem, pašlaik analizējot datus, un plānojam novērot vairāk.”

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *