Впервые исследователи получили информацию о структуре недр Ио – наиболее активного в плане вулканизма объекта нашей Солнечной системы, минуя необходимость посадки аппарата на его поверхность. Анализ информации, собранной зондом «Юнона», выявил значительное повышение температуры уже на небольшой глубине под поверхностью спутника, демонстрируя восходящий поток внутреннего тепла.

Спутник Юпитера, Ио, представляет собой уникальный объект для изучения вулканических процессов. В отличие от Земли, где основным источником энергии является радиоактивный распад элементов, внутренние слои этого спутника нагреваются благодаря гравитационному воздействию. При движении по своей траектории вокруг Юпитера, Ио испытывает постоянную деформацию под действием мощной силы притяжения планеты, что приводит к трению внутри его структуры.

Вследствие этого явления поверхность спутника испещрена действующими вулканами, а выбросы лавы и сернистых соединений происходят почти без перерыва. До настоящего момента ученые могли делать выводы только о температуре верхних слоев Ио, основываясь на данных инфракрасных измерений.

Авторы нового исследования, опубликованного в журнале Journal of Geophysical Research: Planets, благодаря чему удалось получить новые сведения об его внутреннем устройстве. Во время двух прохождений мимо Ио в конце 2023 и начале 2024 годов прибор зафиксировал естественное микроволновое излучение спутника, что позволило изучить различные слои от верхних сантиметров до нескольких десятков метров глубины.

Исследования выявили, что температура под поверхностью возрастает значительно быстрее прогнозируемой, если исходить только из воздействия солнечного излучения. Во всех проанализированных регионах уже на небольшой глубине, составляющей несколько метров, она была выше температуры поверхности более чем на 20 градусов Цельсия, указывая на существенный вклад тепла из-под земли.

Для интерпретации полученных результатов ученые изучили два возможных варианта развития событий. Согласно первому предположению, тепловая энергия распределяется достаточно равномерно по верхним слоям коры, создавая поток от одного до трех ватт энергии на квадратный метр площади. Альтернативный сценарий предполагает, что ключевую роль играют многочисленные источники тепла – молодые лавовые образования или вулканические зоны, расположенные под толщей затвердевшей породы около десяти метров в толщину. По приблизительным расчетам, такие участки могут занимать примерно одну десятую общей площади Ио.

Примечательной оказалась и особенность строения самой поверхности спутника. Анализ отражения микроволнового излучения показал, что на дистанциях порядка ста километров она значительно более однородна по сравнению с тем, как это выглядит на снимках, сделанных из космоса. К тому же, верхний слой имеет необычайно малую плотность – схожую со свойствами пемзы или рыхлого вулканического пепла, а не монолитной породы.

Полученные данные имеют большое значение не только для понимания геологических процессов на Ио. Использование микроволновых наблюдений предоставляет возможность исследовать скрытое распределение тепловой энергии внутри других планет и спутников. В будущем подобные методики могут быть полезны при изучении вулканически активных зон на Земле.