«Апостериори»: Аппарат Юнона измерил температуру под поверхностью спутника Юпитера Ио

Новости науки и технологий

Поддержите «Эхо», если вы не в России

Учёные получили первые данные о температурном профиле недр Ио – крупнейшего вулканически активного объекта в Солнечной системе. Анализ наблюдений космического аппарата Юнона показал, что температура под поверхностью спутника быстро возрастает уже на глубине нескольких метров. Это помогает лучше понять механизм, который поддерживает многочисленные вулканы Ио на протяжении миллиардов лет.

Ио – один из четырёх крупнейших спутников Юпитера и самый геологически активный объект Солнечной системы. Его поверхность покрыта сотнями вулканов, а некоторые из них выбрасывают струи вещества на сотни километров над поверхностью. При этом источником энергии для этой активности является не Солнце, а гравитационное взаимодействие с Юпитером.

Ио движется по вытянутой орбите вокруг Юпитера. Поэтому расстояние между ними постоянно меняется, а вместе с ним меняется и сила приливного воздействия. Под действием огромной гравитации Юпитера спутник регулярно деформируется: его недра то сжимаются, то растягиваются. Эти механические деформации приводят к нагреву – примерно так же, как металлическая проволока нагревается после многократных изгибов.

До сих пор учёные в основном изучали тепло Ио по инфракрасному излучению его поверхности. Однако такие наблюдения показывают только самые верхние слои – места, где горячая лава или вулканические выбросы выходят наружу. О том, как распределяется температура под поверхностью, было известно гораздо меньше.

В исследовании, опубликованном в 2026 году в журнале Journal of Geophysical Research: Planets, учёные использовали данные микроволнового радиометра космического аппарата Юнона. Этот прибор был создан для изучения атмосферы Юпитера, но оказалось, что он способен исследовать и твёрдую поверхность спутников. Разные длины волн микроволнового излучения проникают на разную глубину, позволяя получить информацию о слоях под поверхностью.

Во время двух близких пролётов около Ио в 2023 и 2024 годах Юнона измерила тепловое излучение спутника в широком диапазоне частот. Анализ показал, что температура внутри верхнего слоя Ио увеличивается примерно на десятки градусов уже на глубине нескольких метров.

Такой температурный градиент значительно выше, чем у Земли. На нашей планете температура обычно возрастает примерно на десятки градусов на каждый километр глубины. На Ио сопоставимое изменение происходит всего за несколько метров, что указывает на очень мощный внутренний источник тепла.

Учёные рассмотрели несколько возможных объяснений этих наблюдений. Согласно одной модели, тепло равномерно переносится через поверхность за счёт теплопроводности. В этом случае поток энергии из недр Ио может составлять от одного до нескольких ватт на квадратный метр – в десятки раз больше среднего теплового потока Земли.

Однако существует и другая возможность: измерения могут отражать не равномерный нагрев всей коры, а наличие большого количества локальных горячих областей. Например, участков, где находятся свежие лавовые потоки или неглубокие магматические резервуары.

Новые данные также показывают, что верхний слой поверхности Ио, вероятно, имеет очень низкую плотность и состоит из рыхлого вулканического материала, похожего на пепел или пористую горную породу. Это объясняет, почему поверхность спутника постоянно меняется: новые извержения регулярно покрывают её свежими слоями вещества.

По словам исследователей, главное значение работы заключается не только в изучении Ио. Она показывает, что микроволновые наблюдения могут использоваться для исследования внутреннего строения других планет и спутников. В будущем подобный подход может помочь изучать спутники с возможными подповерхностными океанами, такие как Европа у Юпитера или Энцелад у Сатурна.

Их океаны существуют далеко от Солнца, где солнечной энергии недостаточно для поддержания жидкой воды. Но приливный нагрев, похожий на тот, который делает Ио вулканически активным, может на протяжении миллиардов лет сохранять тепло внутри этих спутников и создавать условия для существования потенциально обитаемых сред.