Due settimane infernali sulla luna di Giove, Io

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Credit: Katherine de Kleer/UC Berkeley/Gemini Observatory

Tre massicce eruzioni vulcaniche si sono verificate nell'arco di due settimane sulla luna di Giove, Io.
Osservate dal WM Keck Observatory e dal Gemini Observatory, entrambi nei pressi della vetta del Mauna Kea nelle Hawaii, fanno ipotizzare che questi fenomeni sia più frequenti di quanto si pensasse.

"In genere, ci aspettiamo un grande sfogo ogni uno o due anni e di solito non così luminoso", ha dichiarato Imke de Pater, professore di astronomia presso l'Università della California, Berkeley, autore principale di uno dei due documenti sugli eventi. "Ma qui abbiamo tre esplosioni estremamente luminose che suggeriscono che, se avessimo guardato più spesso, ne avremmo viste molte di più".

L'immagine in apertura è un mosaico delle osservazioni del 15 agosto 2013 nelle lunghezze d'onda ifrarosse del WM Keck Observatory e una del Gemini Nord del 29 agosto 2013.
La barra a destra di ogni box indica l'intensità dell'emissione infrarossa.
Notare che gli eventi del 15 agosto, avvenuti in Rarog e Heno Patera, sono sostanzialmente spariti nello scatto successivo.
Un secondo punto luminoso è visibile più a nord nel frame "c" e più ad ovest in "d" ed è stato identificato come Loki Patera.
Uno sfogo ancora più brillante si vede in basso a destra in "d", con l'etichetta "201308C", una delle più potenti esplosioni mai viste su Io.

De Pater ha scoperto le prime due eruzioni del 15 agosto 2013, utilizzando la fotocamera nel vicino infrarosso (NIRC2) del sistema di ottica adattiva sul telescopio Keck II, uno dei due telescopi di 10 metri gestiti dal W. M. Keck Observatory nelle Hawaii.

La prima eruzione, avvenuta in una caldera chiamata Rarog Patera, dovrebbe aver prodotto una colata lavica di circa 50 chilometri quadrati, spessa circa 9 metri; mentre quella di Heno Patera copre circa 193 chilometri quadrati.

Ma il bello doveva ancora venire: l'esplosione del 29 agosto è stata la migliore mai vista su Io, catturata sia con il Near-Infrared Imager con ottiche adattive sul telescopio Gemini Nord che con il SpeX spettrometro nel vicino infrarosso dell'Infrared Telescope Facility (IRTF) della NASA.
L'osservazione in contemporanea ha permesso di calcolare che la temperatura dell'evento deve essere stata molto più alta di qualsiasi altra eruzione sulla Terra di oggi.

Al momento dell'osservazione, la sorgente termica aveva un'area di circa 51 chilometri quadrati e il modello della temperatura della lava indicava un raffreddamento rapido, suggerendo che l'evento fosse dominato da fontane di lava.

Il team ha continuato a monitorare le temperature della terza eruzione per altre due settimane, per capire come i vulcani influenzano l'atmosfera di Io e la zona di gas ionizzato che circonda Giove vicino l'orbita della luna.

Io, il più interno dei quattro grandi satelliti galileiani di Giove, con un diametro di circa 3.700 chilometri è, a parte la Terra, l'unico posto conosciuto nel Sistema Solare con vulcani in eruzione lavica estremamente caldi.
A causa della bassa gravità, le eruzioni vulcaniche su Io producono un ombrello di detriti che si espande nello spazio.

I vulcani furono notati per la prima volta nel 1979 e osservati da vicino nel 1996 dalla sonda Galileo, la prima a volare vicino alla luna. Le osservazioni con i telescopi terrestri dimostrano che il vulcanesimo su Io è piuttosto frequente ma le grandi eruzioni sono sempre state considerate eventi rari. Solo 13 ne sono state viste tra il 1978 e il 2006 ma probabilmente perché le osservazioni non sono state costanti.

"Questi nuovi eventi sono nello stesso tempo una classe di eruzioni relativamente rare per la loro dimensioni e sorprendentemente elevata emissione termica", ha detto De Pater.
"La quantità di energia che viene emessa da queste eruzioni implica fontane di lava che partono da fessure con un volume molto grande al secondo, formando colate che si diffondono rapidamente sulla superficie di Io".

Tutti e tre gli eventi sono stati probabilmente caratterizzati da vere e proprie "cortine di fuoco".

Ora, il team prevede un monitoraggio annuale della superficie della luna.

"Stiamo utilizzando Io come un laboratorio di vulcanologia, dove possiamo guardare indietro nel passato dei pianeti terrestri per ottenere una migliore comprensione di come si sono verificate queste grandi eruzioni, quanto velocemente e quanto tempo sono durate", spiega il coautore degli studi Ashley Davies, un vulcanologo con Jet Propulsion Laboratory della NASA presso il California Institute of Technology di Pasadena, in California.

La ricerca, descritta in due documenti distinti, è stata accettata per la pubblicazione dalla rivista Icarus.