Zinātnieki pēta Jupitera pavadoni Jo: kāpēc tas atšķiras no citām Jupitera pavadoņiem?

Noslēpumainais pavadonis un tā vulkāni

Amerikāņu zinātnieki ir pievērsušies Jupitera pavadoņa Jo izpētei, kas ir unikāls savas intensīvās vulkāniskās aktivitātes dēļ. Tā izvirdumos dominē sēra savienojumi un silikātu lava, radot iespaidīgu un darbīgu pasauli.

Šis ievērojamais pavadonis rada zinātniekiem jautājumu: kāpēc divi Jupitera satelīti, kas atrodas tuvu viens otram, ir tik atšķirīgi? Kamēr Jo plosās vulkāni, tās kaimiņiene Eiropa ir klāta ar daudzus kilometrus biezu ledus garozu. Nesenie pētījumi gan ir mazinājuši ticību iepriekšējām versijām, ka Jo kādreiz bagātīgi apgādāta ar ūdeni.

Ledus pasaule pret uguns pasauli

Trīs no četrām lielākajām Jupitera pavadoņiem – Eiropa, Ganimēds un Kallisto – apvieno viena ievērojama iezīme: bieza ledus kārta. Visos šajos gadījumos pastāv aizdomas par globālu, neaizsalstoša ūdens slāni zem ledus. Tiek uzskatīts, ka siltumu uztur gāzu giganta Jupitera gravitācija, kas nevainojami deformē pavadoņus to orbītās, radot iekšēju berzi.

Tieši šis pats mehānisms tiek uzskatīts par Jo iespaidīgā, visaptverošā vulkāniskuma avotu. Tā ir vienīgā no galilejiešu pavadoņiem, kurai nav ledus virsmas un nav nekādu pazīmju, kas liecinātu par ūdens klātbūtni. Šī pasaule šķiet pilnīgi sausa, un tās vulkāni izvirst tikai sēra savienojumus un silikātu lavas.

Gravitācijas spēku ietekme

Jupitera gravitācija visintensīvāk “mīda” un silda Jo, jo šis lielais pavadonis atrodas vistuvāk gāzu gigantam – aptuveni 350 000 kilometru attālumā no tā augšējā mākoņu slāņa. Tas ir tuvāks attālums nekā starp Zemi un Mēnesi.

Tas radījis jautājumu, vai šis faktors nav izraisījis Jupitera pavadoņa atūdeņošanos. Citiem vārdiem sakot, vai kādreiz tā nav bijusi tikpat mitra kā Eiropa, Ganimēds un Kallisto.

Simulācijas atklāj noslēpumus

Šo jautājumu nesen centušies noskaidrot planetologi no Eksmarseilas Universitātes Francijā un Dienvidrietumu universitātes Elpaso, ASV. Viņi nolēma modelēt Jo un Eiropas evolūciju, pieņemot, ka Jo sākotnēji ir bijusi bagāta ar ūdeni.

Aprēķinos tika ņemta vērā ne tikai Jupitera gravitācijas ietekme, bet arī tas, ka Jupiters jaunībā bija karstāks un spožāks. Zinātnieki neaizmirsa arī par siltumu, ko radīja sīku debess ķermeņu sadursmes pavadoņu augšanas laikā un radioaktīvo elementu sadalīšanās to dzīlēs.

Tika izskatītas dažādas pavadoņu sākotnējās pozīcijas Jupitera sistēmā, pieļaujot arī iespējamu to migrāciju. Pētnieki savus secinājumus publicējuši serverī arXiv.org.

Ūdens zudums vai sauss materiāls?

Kā izrādījās, sākotnēji mitri Jo un Eiropa gandrīz nekādos apstākļos nevarētu nonākt tik atšķirīgā stāvoklī: Jo pat ar intensīvo vulkanismu nebūtu pilnībā zaudējusi savu ūdeni. Tomēr, kā raksta zinātnieki, hipotētiski pilnīga pavadoņa izžūšana varētu notikt, ja tā ļoti strauji veidotos vēl tuvāk Jupiteram nekā pašlaik.

Problēma ir tā, ka realitātē tas ir maz ticams. Pat savā pašreizējā orbītā Jo atrodas zonā ap Jupiteru, kurā nav iespējama ledus daļiņu vai pat hidratētu minerālu – kristālu ar “iekšā” iestrādātām ūdens molekulām – veidošanās.

Pētnieki skaidro, ka šo zonu ierobežo tā sauktā filosilikātu dehidratācijas līnija, un Jupitera sistēmā tā atrodas starp Jo un Eiropas orbītām. Tas nozīmē, ka Jupitera tuvākā lielā pavadonis atrodas principiāli atšķirīgā situācijā pat salīdzinājumā ar savu kaimiņu, nemaz nerunājot par pārējiem diviem. Tādēļ pētnieki secinājuši, ka Jo ir “uzbūvēta” no sausa materiāla.