Le nuove immagini radio dell’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) mostrano per la prima volta l’effetto diretto dell’attività vulcanica sull’atmosfera della luna di Giove Io. Io è la luna più vulcanicamente attiva del nostro sistema solare. Ospita più di 400 vulcani attivi, che sprigionano gas di zolfo che danno ad Io i suoi colori giallo-bianco-arancio-rosso quando si congelano sulla sua superficie.
Anche se è estremamente sottile – circa un miliardo di volte più sottile dell’atmosfera terrestre – Io ha un’atmosfera che può farci conoscere l’attività vulcanica di Io e fornirci una finestra sull’interno dell’esotica luna e su ciò che accade sotto la sua crosta colorata.
Ricerche precedenti hanno dimostrato che l’atmosfera di Io è dominata da gas di anidride solforosa, proveniente in ultima analisi dall’attività vulcanica. “Tuttavia, non si sa quale sia il processo che guida le dinamiche dell’atmosfera di Io”, ha detto Imke de Pater dell’Università della California, Berkeley. “È l’attività vulcanica, o il gas che si è sublimato (passando dallo stato solido a quello gassoso) dalla superficie ghiacciata quando Io è alla luce del sole?
Per distinguere i diversi processi che danno origine all’atmosfera di Io, un team di astronomi ha utilizzato ALMA per realizzare istantanee della luna quando passava dentro e fuori dall’ombra di Giove.
“Quando Io passa all’ombra di Giove, ed è fuori dalla luce diretta del sole, fa troppo freddo per il gas di anidride solforosa, che si condensa sulla superficie di Io. Durante questo tempo possiamo vedere solo anidride solforosa di origine vulcanica. Possiamo quindi vedere esattamente quanto dell’atmosfera è influenzata dall’attività vulcanica”, ha spiegato Statia Luszcz-Cook della Columbia University, New York.
Grazie alla squisita risoluzione e alla sensibilità di ALMA, gli astronomi hanno potuto, per la prima volta, vedere chiaramente i pennacchi di anidride solforosa (SO2) e di monossido di zolfo (SO) che si innalzano dai vulcani. Sulla base delle istantanee, hanno calcolato che i vulcani attivi producono direttamente il 30-50 per cento dell’atmosfera di Io.
Le immagini di ALMA hanno mostrato anche un terzo gas che esce dai vulcani: il cloruro di potassio (KCl).
“Vediamo il KCl nelle regioni vulcaniche dove non vediamo SO2 o SO”, ha detto Luszcz-Cook. “Questa è una forte evidenza che i serbatoi di magma sono diversi sotto diversi vulcani”.
Io è vulcanicamente attivo a causa di un processo chiamato riscaldamento di marea. Io orbita intorno a Giove in un’orbita non proprio circolare e, come la nostra Luna è sempre rivolta verso lo stesso lato della Terra, così lo stesso lato di Io è sempre rivolto verso Giove. L’attrazione gravitazionale delle altre lune di Giove, Europa e Ganimede, provoca un’enorme quantità di attrito interno e di calore, dando origine a vulcani come Loki Patera, che si estende per oltre 200 chilometri.
“Studiando l’atmosfera e l’attività vulcanica di Io, impariamo di più non solo sui vulcani stessi, ma anche sul processo di riscaldamento delle maree e sull’interno di Io”, ha aggiunto Luszcz-Cook.
Una grande incognita rimane la temperatura nell’atmosfera inferiore di Io. Nelle ricerche future, gli astronomi sperano di misurarla con ALMA.
“Per misurare la temperatura dell’atmosfera di Io, dobbiamo ottenere una risoluzione più alta nelle nostre osservazioni, il che richiede di osservare la luna per un periodo di tempo più lungo. Possiamo farlo solo quando Io è alla luce del sole, perché non passa molto tempo in eclissi”, ha detto de Pater. “Durante tale osservazione, Io ruoterà di decine di gradi. Dovremo applicare un software che ci aiuti a realizzare immagini non spalmate. Lo abbiamo già fatto in precedenza con le immagini radio di Giove realizzate con ALMA e la Very Large Array (VLA)”.
Questa ricerca intitolata “ALMA Observations of Io Going into and Coming out of Eclipse” è stata accettata per la pubblicazione su The Planetary Science Journal.
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