Гравитационное воздействие газового гиганта обеспечивает поддержание вулканической активности на Ио, самом геологически активном объекте в Солнечной системе. Ранее специалисты высказывали предположения о том, что этих сил достаточно для плавления горных пород внутри спутника Юпитера. Однако свежие данные свидетельствуют об отсутствии океана магмы под «поверхностью» Ио.
Ио, спутник Юпитера, представляет собой наиболее геологически активное образование в Солнечной системе. Его расположение вблизи газового гиганта оказывает заметное влияние. Поскольку орбита Ио имеет небольшую эксцентриситет (0,005), приливные силы вызывают деформацию тела. Именно эти силы обеспечивают поддержание вулканической активности на Ио.
Проведенные ранее исследования и расчеты показали, по оценкам ученых, энергии приливных сил достаточно для растопления недр Ио и формирования глобального океана магмы на глубине приблизительно 50 километров под поверхностью. На спутнике насчитывается около 400 активных вулканов, что свидетельствует о том, что как минимум часть внутренних слоев Ио находится в расплавленном состоянии. Для непосредственного подтверждения наличия жидкого слоя под поверхностью ранее не хватало информации о приливной деформации. Однако, эти данные были получены.
В середине 2016 года космический аппарат «Юнона» достиг Юпитера. На июнь 2024 года зонд сделал 62 оборота вокруг планеты. Изучение траектории движения аппарата позволило исследователям с большей точностью определить орбиты спутников и гравитационное поле Юпитера.
В ходе реализации расширенной миссии «Юнона» были осуществлены два сближения с Ио на минимальное расстояние: в декабре 2023 года и в феврале 2024 года. Расстояние до поверхности спутника сократилось до 1,5 тысячи километров. Лишь аппарат «Галилео», который работал 22 года назад, подлетал к Ио еще ближе. Новые сближения были направлены на получение данных для обнаружения океана магмы.
Объединив свежие данные с результатами предыдущих наблюдений, международная группа ученых определила степень приливного воздействия на Ио. После этого исследователи создали упрощенные компьютерные модели Ио, учитывающие различные варианты: отсутствие океана, наличие океана под ледяной поверхностью и наличие океана в недрах спутника, и сопоставили их с результатами измерений.
Выяснилось, что существование глобального океана под поверхностью противоречит имеющимся данным наблюдений. Вероятно, расплавленный слой присутствует на глубине, превышающей 318 километров, однако в этом случае он не может являться источником магмы для вулканической деятельности. Вблизи поверхности мантия Ио в основном состоит из твердых пород с зонами расплавленного состояния, которые и обеспечивают «питание» вулканов. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Несмотря на то, что Ио подвергается мощному приливному воздействию, оно оказалось недостаточным для создания обширного слоя жидкости у его поверхности. Приливной нагрев обычно рассматривается как основной фактор, вызывающий формирование жидких слоев на других небесных телах, таких как соленые океаны Европы, спутника Юпитера, и Энцелада, спутника Сатурна. По мнению авторов новой научной работы, существующие результаты исследований и расчеты, касающиеся формирования подобных океанов, требуют пересмотра.