Io, Europa, Ganimede e Callisto sono forse i quattro satelliti naturali più famosi del Sistema solare dopo la Luna. Sono in effetti le prime lune scoperte a orbitare un altro pianeta: era l’inizio del ‘600 e Galileo Galilei le vide attraverso quella che allora era una tecnologia innovativa – il telescopio. Eppure, a quattro secoli di distanza, questi satelliti non smettono di regalarci sorprese.
Un gruppo di ricercatori statunitensi guidato dall”astronoma dell’università di Berkeley Imke de Pater ha condotto uno studio innovativo su Io, il più interno tra i satelliti medicei, usando un osservatorio decisamente più avanzato di quello di Galileo: Alma, l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array che si trova tra le Ande cilene.
Io è il satellite più attivo dal punto di vista vulcanico dell’intero Sistema solare: la sua superficie è costellata da più di 400 vulcani attivi che emettono gas ricchi di zolfo. Sono proprio questi gas, nel momento in cui congelano sulla superficie, a dare a Io la caratteristica colorazione giallo-aranciata. Questa grande attività vulcanica è legata al riscaldamento mareale: le forze di marea – del tutto simili a quelle che generano le maree sulla Terra – legate all’interazione tra Io e Giove innescano forti attriti interni e riscaldamento. Le rocce fondono, diventano magma e formano i vulcani come per esempio l’enorme Loki Patera, un vulcano di 200 chilometri di diametro.
Loki patera ripreso dalla Voyager 1. Credits: Nasa
I gas vulcanici arricchiscono l’atmosfera di Io: un’atmosfera estremamente sottile, un miliardo di volte più sottile della nostra, ma che ci può raccontare qualcosa di ciò che avviene all’interno della crosta colorata del satellite.
Studi precedenti sull’atmosfera di Io hanno mostrato che la sua composizione è dominata dal diossido di zolfo. Questo gas – meglio noto come anidride solforosa – potrebbe essere emesso direttamente dai vulcani oppure potrebbe sublimare dalla superficie ghiacciata esposta alla luce solare.
I ricercatori erano intenzionati a distinguere tra questi due fenomeni, e per farlo hanno sfruttato i momenti di eclissi, quelli in cui Io entra nel cono d’ombra di Giove. In quei momenti Giove impedisce al satellite di ricevere la luce solare, la superficie di Io si raffredda e il diossido di zolfo condensa sulla superficie. Durante le eclissi quindi non c’è emissione dalla crosta e si può vedere il solo gas emesso dai vulcani.
Grazie alla tecnologia avanzata di Alma, gli astronomi hanno potuto osservare i getti di diossido di zolfo e monossido di zolfo espulsi dai vulcani, calcolando che l’attività vulcanica può arrivare a produrre tra il 30 e il 40 per cento dell’intera atmosfera di Io.
C’è di più, perché le immagini di Alma hanno mostrato anche un terzo gas, il cloruro di potassio, emesso dai vulcani che non emettono i composti di zolfo. E questa è una forte indicazione del fatto che differenti vulcani hanno differenti composizioni magmatiche.
Il team di ricercatori progetta di proseguire le analisi su Io con l’osservatorio Alma, per esempio con l’obiettivo di studiare di quanto varino le temperature atmosferiche nel corso della sua orbita, sia quando si trova nel pieno della luce solare che quando entra nel cono d’ombra di Giove.
- Per saperne di più: leggi l’articolo in preprint su ArXiv.org ALMA Observations of Io Going into and Coming out of Eclipse di I. de Pater, S. Luszcz-Cook, P. Rojo, E. Redwing, K. de Kleer, A. Moullet
Guarda il video del National Radio Astronomy Observatory: