Il Large Binocular Telescope ha puntato su Io

Grazie all'imaging interferometrico il Large Binocular Telescope è riuscito a riprendere un lago di lava sulla luna di Giove, Io, con un dettaglio senza precedenti per un telescopio terrestre.

Io, il satellite di Giove più interno, scoperto da Galileo Galilei nel gennaio del 1610, è di poco più grande della nostra Luna ma è il corpo geologicamente più attivo del nostro Sistema Solare. Centinaia di aree vulcaniche caratterizzano la sua superficie, che è ricoperta principalmente di zolfo e biossido di zolfo. La più grande di queste, chiamata Loki Patera, è una depressione vulcanica in cui si forma una densa crosta di lava sopra un lago di lava, che affonda episodicamente, generando una potente emissione termica più volte rilevata da Terra. Ma Loki che ha un diametro di soli 200 chilometri e si trova ad almenno 600 milioni di chilometri da noi, fino ad ora era troppo piccola per essere esaminata in dettaglio da un telescopio terrestre nel visibile o infrarosso.

Con i suoi 8,4 metri di specchi a sei metri di distanza, il Large Binocular Telescope ( LBT), combinando la luce in modalità interferometrica all'interno dello strumento Large Binocular Telescope Interferometer ( LBTI), fornisce immagini con lo stesso dettaglio di un telescopio da 22,8 metri.

Il Large Binocular Telescope ha puntato su Io

Comparazione tra un telescopio da 8 metri a sinistra e LBTI a destra.
Credit: LBTO

Ciò ha permesso ai ricercatori di osservare Loki Patera come ancora non era stato possibile.
I risultati sono stati pubbliccati sulla rivista Astronomical Journal.

Spatially Resolved M-band Emission from Io's Loki Patera-Fizeau Imaging at the 22.8 m LBT [abstract]

The Large Binocular Telescope Interferometer mid-infrared camera, LMIRcam, imaged Io on the night of 2013 December 24 UT and detected strong M-band (4.8 μm) thermal emission arising from Loki Patera. The 22.8 m baseline of the Large Binocular Telescope provides an angular resolution of ~32 mas (~100 km at Io) resolving the Loki Patera emission into two distinct maxima originating from different regions within Loki's horseshoe lava lake. This observation is consistent with the presence of a high-temperature source observed in previous studies combined with an independent peak arising from cooling crust from recent resurfacing. The deconvolved images also reveal 15 other emission sites on the visible hemisphere of Io including two previously unidentified hot spots.

Io, Loki Patera, immagine LBT sovrapposta ad una foto della depressione ripresa dalla sonda Voyager.
Credit: LBTO-NASA

Per Phil Hinz, che guida il progetto LBTI presso il Steward Observatory dell'Università dell'Arizona, questo è il frutto di un lavoro che dura da quasi quindici anni: "Abbiamo costruito LBTI per ottenere immagini estremamente nitide ed i risultati sono gratificanti. Abbiamo costruito il sistema per individuare la polvere ed i pianeti attorno a stelle vicine ed i recenti risultati su HR 8799 sono grandi esempi del suo potenziale".

LMIRcam è la fotocamera nel cuore di LBTI che registra immagini dai 3 ai 5 nanometri nel vicino infrarosso.
"Queste osservazioni segnano una pietra miliare per me e la squadra LMIRcam che è già stata molto produttiva in questi ultimi anni", ha dichiarato Jarron Leisenring per il quale è stata oggetto di tesi. "Ora, la combinazione interferometrica fornisce l'ultimo passo per sfruttare appieno il potenziale di LBTI e consente tutta una serie di nuove opportunità scientifiche".

Generalmente, diverse immagini LMIRcam vengono combinate per creare un'unica vista a risoluzione maggiore.
"In questo studio abbiamo utilizzato molta tecnologia e tecniche sviluppate in Italia", ha detto Carmelo Arcidiacono, ricercatore INAF, uno dei co-autori dell'articolo. "Mi riferisco alla coppia composta dagli specchi secondari adattivi di LBT e dai sensori di fronte d'onda a piramide, elementi principali del sistema di ottica adattiva dello strumento, e alle tecniche di deconvoluzione e ricostruzione delle immagini sviluppate all'Università di Genova appositamente per LBT".

"Il trattamento dei dati basati su metodi di deconvoluzione", ha aggiunto Mario Bertero, professore presso l'Università di Genova, "sono essenziali per la rilevazione di informazioni non direttamente distinguibili nelle immagini interferometriche. Tuttavia possono generare artefatti e, per questo ragione, è importante elaborare le immagini con diversi metodi per discriminare i dettagli reali".

Mentre finora Loki Patera appariva solo come un punto luminoso, "queste immagini squisite di LBTI sono le prime osservazioni da Terra in cui è possibile distinguere contemporaneamente le emissioni da diversi punti di Loki Patera", ha spiegato Imke de Pater professore presso la University of California a Berkeley.

Il team ha potuto identificare e confermare la natura della caratteristica forma a ferro di cavallo, un lago di lava e ricostruire lo stato di avanzamento del fronte lavico e il suo verso di scorrimento.

"Studiare l'attività vulcanica molto dinamica di Io, che trasforma costantemente la superficie della luna, fornisce indizi sulla sua struttura interna", ha sottolineato Chick Woodward, membro del team dell'Università del Minnesota, "contribuendo a spianare la strada per le future missioni della NASA come Io Volcano Observer".