کشف جدید درباره قمر آیو مشتری: انتشار گرما صدها برابر بیشتر از تخمین‌های قبلی

کشف شار حرارتی صدها برابر بیشتر

این تخمین بسیار پایین‌تر از واقعیت، نه به دلیل کمبود داده‌ها، بلکه به خاطر روش تفسیر داده‌های جمع‌آوری شده توسط فضاپیمای «جونو» (Juno) رخ داده بود. محققان با بازنگری در این داده‌ها به نتایج شگفت‌انگیزی دست یافتند که مقیاس فعالیت‌های حرارتی آیو را تغییر می‌دهد.

تمرکز گرما در تعداد محدودی از آتشفشان‌ها

بر اساس یافته‌های جدید، تمرکز گرما در آیو بسیار شدید است. تقریباً نیمی از کل گرمای ساطع‌شده از سطح این قمر، تنها از ۱۷ منبع حرارتی ناشی می‌شود، در حالی که آیو در مجموع ۲۶۶ منبع آتشفشانی شناخته‌شده دارد. این تمرکز شدید گرما، محققان را به این نتیجه رساند که ممکن است نظریه پیشین مبنی بر وجود یک دریاچه گدازه عظیم به وسعت خود آیو در زیر سطح آن، صحیح نباشد.

فدریکو توسی، سرپرست این پژوهش و پژوهشگر مؤسسه ملی اخترفیزیک ایتالیا، اظهار داشت: «ما از طریق مقایسه این نتایج با سایر داده‌های جونو و مدل‌های حرارتی دقیق‌تر متوجه شدیم که چیزی درست نیست، زیرا مقادیر خروجی حرارت در مقایسه با ویژگی‌های فیزیکی دریاچه‌های گدازه شناخته‌شده بسیار پایین به نظر می‌رسیدند.»

بازنگری در تحلیل داده‌های فضاپیمای جونو

بررسی‌های پیشین درباره آیو به شدت بر روی یک طیف خاص از نور فروسرخ موسوم به «باند M» متمرکز بوده‌اند. داده‌های باند M که توسط دستگاه «نقشه‌بردار شفق قطبی فروسرخ مشتری» (JIRAM) فضاپیمای جونو جمع‌آوری شده‌اند، در شناسایی گرم‌ترین مناطق آیو بسیار ارزشمند بودند.

محدودیت‌های باند M در اندازه‌گیری حرارت

توسی توضیح داد که مشکل اصلی در تحلیل پیشین این است که باند M تنها به بالاترین دماها حساسیت دارد و مناطق بسیار گسترده‌تر اما سردتر را نادیده می‌گیرد:

• باند M تمایل دارد درخشان‌ترین مناطق آتشفشان‌ها را ترجیح دهد.
• مناطق سردتر اما بسیار گسترده‌تر توسط این باند نادیده گرفته می‌شوند.
• این وضعیت مانند تخمین روشنایی یک آتش بزرگ با مشاهده شعله‌ها و نه خاکسترهای اطراف است.

بازنگری در رویکرد تحلیل داده‌های JIRAM، دیدگاه پژوهشگران را درباره ساختار دریاچه‌های گدازه آیو تغییر داد. آنها دریافتند که بیشتر آتشفشان‌های آیو به طور یکنواخت داغ نیستند، بلکه دارای یک حلقه بیرونی داغ و روشن با یک پوسته مرکزی خنک‌تر و جامد هستند. این مناطق گسترده‌تر، اگرچه کمتر روشن هستند، اما به دلیل مساحت سطح بیشتر، مقدار زیادی گرما ساطع می‌کنند.

توسی تأکید کرد: «وقتی این مؤلفه پنهان نیز در نظر گرفته شود، شار حرارتی واقعی تا صدها برابر بیشتر از مقداری است که با تحلیل باند M به تنهایی محاسبه شده است. این یک جهش قابل توجه است، زیرا مقیاس تعادل انرژی قمر آیو را تغییر می‌دهد.»

پیامدهای کشف جدید بر نظریه اقیانوس ماگما

این افزایش شدید در برآورد شار حرارتی می‌تواند پیامدهایی جدی برای نظریه وجود اقیانوس احتمالی ماگما در زیر سطح آیو داشته باشد. با این حال، پژوهشگران تأکید می‌کنند که این یافته‌ها به طور کامل وجود این اقیانوس را رد نمی‌کند، بلکه نشان می‌دهد که داده‌های باند M JIRAM نمی‌توانند به عنوان تأییدی برای این نظریه مورد استفاده قرار گیرند.

توسی در این باره گفت: «ما نمی‌گوییم که چنین اقیانوسی وجود ندارد، بلکه می‌گوییم نمی‌توان آن را از این مشاهدات استنباط کرد. مهم است که پیش از نتیجه‌گیری‌های بسیار قاطع درباره چنین مسئله‌ پیچیده‌ای، محدودیت‌ داده‌های موجود را تشخیص دهیم.»

این پژوهش در مجله «Frontiers in Astronomy and Space Sciences» به چاپ رسیده است. با توجه به اینکه ممکن است مدتی طول بکشد تا دانشمندان دوباره بتوانند نگاه دقیقی به آیو بیندازند، پرسش‌ها پیرامون اقیانوس ماگمای زیر سطح آن همچنان بی‌پاسخ باقی خواهند ماند.