Eksplorimi i aktivitetit vullkanik të Jupiterit nëpërmjet teleskopëve Hubble dhe Webb

Dy teleskopët hapësinorë më të fuqishëm të ndërtuar ndonjëherë, teleskopi hapësinor i NASA-s James Webb (JWST) dhe Teleskopi Hapësinor Hubble, janë gati të mbledhin të dhëna për trupin më vullkanik në të gjithë sistemin diellor, hënën e parë galileane të Jupiterit.

Këto të dhëna do të përdoren në kombinim me fluturimet e ardhshme të Io nga anija kozmike Juno e NASA-s, e cila aktualisht po vëzhgon sistemin e Jupiterit dhe është planifikuar të kryejë këto fluturime më vonë këtë vit dhe në fillim të vitit 2024. Qëllimi i ekzaminimit të kësaj hënë të vogël vullkanike me këto dy teleskopët e fuqishëm dhe një anije kozmike në orbitë janë për shkencëtarët që të fitojnë një kuptim më të mirë se si atmosfera e Io-s që ikën ndërvepron me mjedisin magnetik dhe plazmatik përreth Jupiterit.

“Koha e këtij projekti është kritike,” tha Dr. Kurt Retherford, i cili është një studiues në Institutin e Kërkimeve Jugperëndimore (SwRI) dhe hetues kryesor i kësaj fushate të përpunuar shkencore. “Gjatë vitit të ardhshëm, Juno do të kalojë Io disa herë, duke ofruar mundësi të rralla për të kombinuar vëzhgime në vend dhe në distancë të këtij sistemi kompleks. Shpresojmë të fitojmë njohuri të reja mbi vullkanizmin dramatik të Io-s, ndërveprimet plazma-hënë dhe gazin dhe plazmën neutrale popullatat që përhapen nëpër magnetosferën e madhe të Jupiterit dhe shkaktojnë emetime intensive të auroraleve Jovian.”

Kërkimi i kohës së vëzhgimit në Hubble bëhet përmes Programit të Vëzhgimit të Teleskopit Hapësinor të NASA-s Hubble dhe ndahet në bazë të numrit të orbitave që Hubble do t’i kërkohet të kryejë rreth Tokës për një fushatë shkencore për të përfunduar kërkimin e tij, ku çdo orbitë zgjat afërsisht 90 minuta. Në mënyrë tipike, projektet e mëdha vëzhguese kërkojnë 75 ose më shumë orbita. Kjo nuk do të jetë hera e parë që Hubble ka ekzaminuar Jupiterin, pasi ka një histori të gjerë të studimit të planetit më të madh në sistemin diellor.

Për këtë fushatë, Dr. Retherford dhe ekipi i tij do të përdorin 122 orbita të Hubble rreth Tokës për të mbledhur të dhëna mbi Io për një kohë totale prej 183 orësh vëzhgimi, ose pak më shumë se 4.25 orbita të plota të Io rreth Jupiterit, me çdo orbitë që merr përafërsisht 42.5 orë. Për më tepër, JWST do të mbledhë të dhëna për Io për 4.8 orë, ose pak më shumë se 10% të një orbite të plotë të Io rreth Jupiterit.

Fusha magnetike masive e Jupiterit përbëhet nga një flluskë gjigante grimcash të ngarkuara që rrethon dhe rrotullohet rreth planetit më të madh në sistemin diellor, nga i cili përbëhet kryesisht nga atmosfera që ikën nga Io. Ajo që ka mbetur mister për shkencëtarët është ndërveprimi midis atmosferës së Io-s, paqëndrueshmërive sipërfaqësore, shpërthimeve vullkanike , reve neutrale të zgjeruara të Io-s, jonosferës së Jupiterit dhe Torusit të Plazmës Io (IPT), dhe veçanërisht se si të matet dhe të fitohet njohuri më e madhe për të. IPT është një re në formë donuti që rrethon Jupiterin dhe prodhohet nga gazrat që ikin nga Io duke u jonizuar.

“Shumica e këtyre materialeve në fakt nuk ikin drejtpërdrejt nga vullkanet, por janë të lidhura me sublimimin e ngricave të dioksidit të squfurit nga sipërfaqja e ditës së Io,” tha Dr. Katherine de Kleer, e cila është një asistent profesor i shkencës planetare dhe astronomisë në Caltech, një ekspert në analizën e të dhënave JWST dhe një nga disa bashkë-hetues në këtë fushatë. “Ndërveprimi midis atmosferës së Io-s dhe plazmës përreth siguron mekanizmin e shpëtimit për gazrat e çliruar nga sipërfaqja e ngrirë e hënës”.

Pasi mbërriti në Jupiter në korrik 2016, Juno kaloi misionin e tij parësor shkencor duke studiuar Jupiterin, duke përfshirë brendësinë e tij, aurorën dhe magnetosferën masive. Misioni i zgjatur i Junos filloi në gusht 2021, i cili është planifikuar të zgjasë deri në shtator 2025 dhe është përdorur për të kryer fluturime të hënave galileane të Jupiterit, Io, Europa, Ganymede dhe Callisto. Për Io, Juno ka kryer tashmë fluturime në 2022 dhe në fillim të këtij viti, me fluturimet e mëtejshme të afërta për këtë fushatë të re të planifikuar për 30 dhjetor 2023, 1 shkurt 2024 dhe 20 shtator 2024.

“Mundësia për një qasje holistike ndaj hetimeve të Io nuk ka qenë e disponueshme që kur një seri fluturimesh të anijeve kozmike Galileo në 1999-2000 u mbështetën nga Hubble me një fushatë pjellore 30 orbitash,” tha Dr. Retherford. “Kombinimi i matjeve intensive in situ të Junos me vëzhgimet tona me sensorë në distancë padyshim do të çojë përpara kuptimin tonë të rolit të Io-s në drejtimin e fenomeneve të çiftëzuara në sistemin e Jupiterit.”

Siç u përmend, Io është trupi më aktiv vullkanik në të gjithë sistemin diellor, me qindra vullkane që shkarkojnë llavë dhjetëra kilometra (ose milje) në hapësirë. Aktiviteti i tij vullkanik është rezultat i ngrohjes së baticës, pasi hëna e vogël është e ngjeshur dhe shtrirë nga Jupiteri shumë më masiv, së bashku me dy nga hënat e jashtme, Europa dhe Ganymede. Aktiviteti vullkanik i Io-s u parashikua për herë të parë pak para mbërritjes së Voyager 1 të NASA-s në 1979, i cili konfirmoi këtë aktivitet dhe imazhoi shenjat e para të vullkanizmit aktiv jashtë Tokës.