Le prime misurazioni della sonda Juno del sottosuolo di Io, la luna più vulcanica del Sistema Solare, rivelano calore che risale dal basso.
La missione Juno della NASA ha fornito le prime misurazioni della temperatura al di sotto della superficie di Io, la luna di Giove, rivelando un riscaldamento significativo negli strati superficiali del pianeta più vulcanicamente attivo del sistema solare. I dati, raccolti durante due sorvoli ravvicinati, mostrano anche che la maggior parte della superficie di Io è straordinariamente liscia e composta da materiale a densità molto bassa. Pubblicati mercoledì sulla rivista Journal of Geophysical Research: Planets, questi risultati aprono nuove prospettive osservative per mondi infuocati e ghiacciati al di fuori del nostro pianeta.
Una luna estremamente vulcanica
L’intensa attività vulcanica di Io è alimentata dal riscaldamento mareale. La luna viene costantemente stirata e compressa dall’immensa gravità di Giove mentre percorre la sua orbita leggermente ellittica, generando un calore interno molte volte superiore a quello della Terra. Fino ad ora, praticamente tutto ciò che si sapeva su questo calore proveniva da osservazioni a infrarossi, che rilevano solo la temperatura della superficie superiore. Le ultime scoperte derivano dai dati raccolti dallo strumento a radiometro a microonde (MWR) della sonda spaziale.
Il radiometro a microonde Juno ha quindi osservato direttamente l’emissione di calore di Io guardando sotto la superficie. La sorprendente scoperta di poter osservare al di sotto della superficie rocciosa di una luna ha importanti implicazioni per lo studio dei vulcani terrestri. Juno ci ha insegnato che se osservassimo con uno strumento di tipo MWR vicino a un vulcano sulla Terra, potremmo trovare una traccia simile nel gradiente di temperatura del sottosuolo, fornendo nuove informazioni sul funzionamento dei vulcani terrestri.
Il radiometro di Juno è stato progettato da Bolton per scrutare al di sotto delle cime delle nubi di Giove e studiare la dinamica e la composizione dell’atmosfera profonda del gigante gassoso. Le sei antenne a microonde dell’MWR funzionano come un unico strumento, rilevando simultaneamente le microonde in un’ampia gamma di lunghezze d’onda, dai circa 1,3 ai 51 centimetri. Durante la fase estesa della missione, lo strumento MWR ha offerto l’opportunità di osservare tre delle lune galileiane del pianeta: Ganimede, Europa e Io.
Fuoco e ghiaccio
La tecnica è innovativa perché ogni lunghezza d’onda esplora profondità diverse, offrendo un nuovo modo per caratterizzare l’atmosfera profonda dei pianeti giganti e le croste sotterranee delle lune ghiacciate e rocciose. Su Ganimede ed Europa, sono stati esplorati decine di chilometri sotto la superficie, presumendo che i loro strati di ghiaccio fossero composti principalmente da acqua pura, ma la possibilità di sondare la roccia vulcanica di Io è stata una scoperta inaspettata.
Durante i sorvoli del 30 dicembre 2023 e del 3 febbraio 2024, la sonda Juno, alimentata a energia solare, si è avvicinata alla superficie lunare fino a circa 1.500 chilometri. Lo strumento ha misurato l’emissione termica di Io a profondità che vanno da pochi centimetri a decine di metri. Ovunque si sia guardato, è stato riscontrato un aumento della temperatura di oltre 40° a pochi metri dalla superficie, un gradiente molto più ripido di quanto il solo riscaldamento solare possa spiegare.
I dati suggeriscono due possibili spiegazioni. In primo luogo, il calore potrebbe risalire costantemente attraverso una crosta conduttiva. Sebbene questo flusso di calore di fondo, misurato tra 1 e 3 watt per metro quadrato, sia relativamente debole su scala locale (all’incirca equivalente a una piccola luce notturna accesa sotto ogni metro quadrato), sull’intera superficie lunare rappresenta un rilascio di energia fino a 30 volte superiore alla media terrestre. In alternativa, il segnale potrebbe provenire da colate laviche in raffreddamento, sormontate da circa 9-11 metri di crosta solidificata, che coprono circa il 10% della superficie lunare in un dato momento.
Le grandi pianure di Io
Un’altra importante scoperta emersa dai due sorvoli riguarda la straordinaria levigatezza della superficie di Io. Prima delle recenti scoperte, la luna era nota per le sue alte montagne, ma il MWR (Microwave Radiation Research) indica che, oltre a questa topografia visibile, la superficie presenta ampie zone lisce che si estendono per oltre 100 chilometri. Poiché Juno ha sorvolato regioni sovrapposte di Io da angoli diversi, il team è stato in grado di mappare come la superficie riflette le microonde, proprio come un passeggero in aereo può vedere l’oceano illuminarsi di luce solare solo da determinate angolazioni.
Lontano dalle montagne, la superficie è risultata simile alle Grandi Pianure del Nord America, e anche se si tratta di un corpo roccioso, il materiale superficiale ha una densità molto bassa, più vicina alla pomice o a una soffice cenere vulcanica che a una roccia solida.
Per saperne di più
- Leggi l’articolo originale su NASA\JPL
- Leggi il paper scientifico intitolato “Io Sub-Surface Temperature Profile Observed by the Juno Microwave Radiometer” pubblicato su Journal of Geophysical Research: Planets
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Andrea Fusco
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