В декабре 2023 года и в феврале 2024 года зонд NASA «Юнона» (Juno) пролетел над луной Юпитера Ио ближе всего в истории. Если раньше «Юнона» приближалась к поверхности Ио на десятки тысяч километров, то последние пролёты совершены на высоте 1500 км, что позволило получить самые детальные снимки этой луны Юпитера. На основе полученных данных художники NASA создали анимации двух странных объектов на Ио: озера раскалённой магмы и удивительной горы.

Источник изображений: NASA

Луна Ио считается самым вулканически активным телом Солнечной системы. На нём зафиксировано свыше 400 вулканов, значительная часть которых активна. Близкие пролёты позволяют оценить степень активности вулканической деятельности и составить её карту. Также Ио отличается от других крупных спутников Юпитера своим более-менее ровным пейзажем и разницей температур на экваторе и в полярных областях. В последний близкий пролёт Ио, например, «Юнона» впервые получила снимок южного полюса этой луны.

Ио с высоты 16 500 км. Снято во время пролёта 9 апреля 2024 года

«Ио просто усеяна вулканами, и мы застали несколько из них в действии, — сказал представитель программы на Генеральной ассамблее Европейского геофизического союза в Вене. — Мы также получили несколько отличных снимков крупным планом и другие данные о лавовом озере Локи Патера (Loki Patera) длиной 200 километров (127 миль). Удивительные детали показывают эти сумасшедшие острова, расположенные посреди потенциально магматического озера, окруженного горячей лавой. Зеркальное отражение озера, зафиксированное нашими приборами, предполагает, что части поверхности Ио гладкие, как стекло, напоминающее обсидиановое стекло, созданное вулканами на Земле».

Зонд «Юнона» летает по орбите вокруг Юпитера. Изучение Ио можно считать бонусом, тогда как в основном NASA следит за планетой-гигантом. Считается, что Юпитер стал первой планетой, которая сформировалась в Солнечной системе. Это делает её ценным объектом для изучения, которое поможет понять эволюцию как системы, так и других планет. В частности, учёных волнует вопрос содержания воды в атмосфере и в недрах планеты.

Вода — это необходимая основа для зарождения биологической жизни где бы то ни было. Данные по воде в составе Юпитера противоречивы. В 1995 году зонд NASA «Галилео» собрал данные во время 57-мин спуска в атмосферу планеты-гиганта. Данные оказались странными — зонд почти не обнаружил воды, и это шло вразрез с моделями учёных. «Юнона» подсчитывает объём воды в атмосфере Юпитера по содержанию кислорода и водорода — атомов, составляющих молекулу воды. По её данным, воды на Юпитере кратно больше, чем обнаружил «Галилео». На основе этого учёные сделали вывод, что старый спутник, вероятно, вошёл в атмосферу над местной версией Сахары.

Также каждый новый пролёт приближает «Юнону» к перемещению над северным полюсом Юпитера. Этот регион интересен своими циклонами, по размерам, динамике, очертаниям и плотности которых можно получить представление о поведении атмосферы планеты. Зонд делает снимки циклонов в видимом, инфракрасном и микроволновом излучении. Глубже всего под облака проникает микроволновое излучение, которое несёт учёным наиболее ценную информацию о структуре циклонов.

Следующий пролёт рядом с Юпитером «Юнона» совершит 12 мая.

В субботу, 3 февраля, космический аппарат NASA «Юнона» (Juno) в последний раз совершил максимально близкий пролёт рядом со спутником Юпитера Ио. Это самое вулканически активное небесное тело в Солнечной системе. На Ио зарегистрировано около 400 действующих вулканов. Его осмотры «Юноной» позволят понять, что стоит за этой активностью и есть ли на спутнике глобальный океан из магмы.

Источник изображений: NASA

На Ио буквально может быть океан огня. Такой активности этого спутника в основном подозревают гравитацию Юпитера, которая постоянно деформирует его тело и, тем самым, вызывает разогрев недр. По совокупности факторов, включая полное отсутствие льда на поверхности Ио, этот мир кардинально отличается от всех остальных лун Юпитера и тем он ценен для учёных.

Зонд NASA «Юнона» совершил два максимально близких пролёта рядом с Ио. Оба они прошли на высоте около 1500 км над его поверхностью. Предыдущий близкий пролёт состоялся 30 декабря 2023 года, а последний, как сказано выше, 3 февраля 2024 года. В дальнейшем «Юнона» совершит ещё несколько облётов Ио, но на гораздо большей высоте.

В близкие пролёты зонд фиксировал не только активность вулканов, но смог заметить даже потоки лавы из жерл и трещин в коре Ио. Облёты на большой дистанции позволят по-прежнему следить за вулканической активностью спутника и дадут возможность больше узнать о её природе и закономерностях.

Зонд Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США под названием Juno («Юнона») продолжает функционировать спустя много лет после завершения свое основной научной программы по изучению Юпитера. На этот раз он запечатлел устрашающее «лицо» во время недавнего пролёта над планетой-гигантом, сделав своеобразный подарок к Хэллоуину.

Источник изображения: NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Владимир Тарасов

Зонд сделал новый снимок 7 сентября, запечатлев на нём вихревые облака над той частью планеты, где проходит разделительная линия между дневной и ночной сторонами Юпитера. Учёные называют эту область Jet N7. На изображении видны вихревые облака и бурные штормы, сочетание которых напоминает жуткое вытянутое лицо. Фотография была сделана во время 54-го пролёта Juno вблизи Юпитера с высоты около 7700 км над планетой.

NASA опубликовало этот снимок несколько дней назад в преддверии Хэллоуина. В ведомстве подобие вытянутого лица Юпитера сравнили с кубистским портретом, отдав дань уважения художнику Пабло Пикассо (Pablo Picasso), с даты рождения которого 25 октября исполнилось 142 года.

«Вращающиеся облака Юпитера кажутся похожими на хмурое человеческое лицо. Половина изображения находится в темноте на ночной стороне планеты, из-за чего лицо выглядит так, как будто оно выглядывает из-за двери», — говорится в описании NASA к этому снимку.

Согласно имеющимся данным, над созданием снимка из необработанных данных с зонда Juno работал учёный Владимир Тарасов. Необработанные снимки Юпитера можно найти в открытом доступе. Тем самым NASA предлагает исследователям совместно трудиться над обработкой большого количества данных, получаемых от космического зонда.

Во время своего последнего пролёта мимо юпитерианской луны Ио американский аппарат «Юнона» (Juno) сделал ряд снимков данного небесного тела — это произошло 30 июля, когда зонд находился на расстоянии всего в 22 тыс. км от спутника.

Источник изображений: JunoCam

В последний раз космический аппарат пролетал так близко от Ио более 20 лет назад — в 2002 году это был зонд «Галилео» (Galileo). Для большинства спутников и планет Солнечной системы этот срок ничтожен, ведь за пару десятилетий они значительных изменений не претерпевают. Но только не Ио, который постоянно меняется из-за своих вулканов — эта луна считается самым вулканически активным телом в Солнечной системе. Во время последнего пролёта 30 июля 2023 года на расстоянии 22 000 км от Ио на аппарате «Юнона» были включены научные инструменты: инфракрасный картографический прибор обнаруживал тепловые сигнатуры вулканов и потоков лавы, а оптическая камера JunoCam делала снимки луны.

Миссия «Юнона» стартовала 12 лет назад и вышла на орбиту Юпитера 4 июля 2016 года. Первоначально зонд изучал крупнейшую планету солнечной системы, после чего переключился на её спутники. В 2021 году аппарат прошёл близ Ганимеда, а в сентябре 2022 года прислал снимки ещё одной луны — Европы. В мае этого года «Юнона» прошла на расстоянии 35 000 км от Ио, а в июле последовал более близкий пролёт. Следующее сближение ожидается в октябре, а 30 декабря и 2 февраля расстояние сократится до минимальных 1500 км.

Стрелка указывает на вулкан «Прометей»

Ио — действительно самое вулканически активное тело Солнечной системы. Оно растягивается под действием гравитационных сил Юпитера, а также Ганимеда и Европы, которые создают мощные приливные силы. Твёрдая поверхность луны поднимается на 100 метров — для сравнения, самые интенсивные приливы на Земле поднимают воду на 18 м. Ио примечательна своими кардинальными изменениями, но есть по крайней мере одна постоянная — это непрерывно извергающийся вулкан Прометей. Он был открыт миссией «Вояджер» (Voyager) в 1979 году и изучен «Галилео» с 1995 по 2003 гг. «Юнона» показала, что вулкан продолжает действовать, извергая газ и пыль высоко над ночной поверхностью спутника.

Ио — самое геологически активное небесное тело в Солнечной системе. На нём расположено более 400 действующих вулканов. Такая активность обусловлена периодическим нагревом недр спутника из-за приливных гравитационных воздействий со стороны Юпитера и других его спутников — Европы и Ганимеда. У некоторых вулканов выбросы настолько сильны, что поднимаются на высоту до 500 километров и видны с Земли, но только в мощные телескопы.

Источник изображения: NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM

В отличие от большинства спутников во внешней части Солнечной системы, которые в основном состоят из водяного льда, Ио большей частью состоит из кремния, окружающего расплавленное ядро из железа и серы. Постоянно действующие вулканы придают поверхности Ио уникальные особенности. Вулканический пепел и потоки лавы постоянно изменяют поверхность и окрашивают её в различные оттенки жёлтого, белого, красного, чёрного и зелёного. Вулканические выбросы создают тонкую неоднородную атмосферу Ио и оставляют следы в магнитосфере Юпитера, в том числе огромный светящийся плазменный тор — облако в виде бублика, окружающее спутник.

В прошлом году доктор Джефф Моргенталер (Jeff Morgenthaler), изучающий вулканическую активность Ио, обнаружил признаки другого типа извержения — более мощного или более продолжительного. «Это захватывающее наблюдение, — сказала Эшли Дэвис (Ashley Davies), планетолог и вулканолог NASA. — Это показывает, что Ио, безусловно, является одним из самых изменчивых небесных тел в Солнечной системе, поэтому невозможно предсказать, как оно будет выглядеть, когда вы в очередной раз направите на него свой телескоп».

Огромную помощь в дальнейшем изучении Ио может оказать космический зонд NASA «Юнона», который находится на орбите Юпитера с 2016 года и должен пролететь буквально в 300 км от Ио в декабре этого года.

Поскольку Ио находится далеко от Солнца и имеет очень разреженную атмосферу, температура его поверхности в среднем составляет около -93 °C и он покрыт морозным слоем сернистых соединений. Продукты извержений вулканов, которые бывают разных форм и интенсивности, могут достигать температуры до 1370 °C. При соприкосновении перегретой лавы с сернистым льдом происходят взрывные извержения из трещин на поверхности, а фонтаны лавы выбрасываются в космос почти на километр.

Начиная с 2017 года доктор Моргенталер применил новый подход, сосредоточившись на изучении плазменного тора вокруг Ио в обсерватории ввода-вывода (IoIO) Института планетарных наук в Аризоне. В то время как инфракрасные телескопы показывают извержения вулканов на Ио, изучение плазменного тора вокруг спутника даёт представление о химическом составе извергаемых газов.

В течение нескольких лет Моргенталер отслеживал вулканическую активность с помощью IoIO и отмечал моменты повышенной концентрации или изменение цвета газов в плазменном торе. Эти изменения коррелируют с извержениями вулканов, интенсивность которых можно измерить по уровням натрия, выбрасываемого с Ио. Но с сентября по декабрь 2022 года, после крупного извержения вулкана, он заметил, что тор содержит гораздо меньше диоксида серы, чем можно было бы предположить по размеру извержения. Тор был не таким ярким, как ожидалось.

Это могло означать, что химический состав извержения отличался от других, то есть произошёл выброс веществ с другим химическим составом. Изучение аномалии может более подробно выявить различные типы вулканов на Ио, а также взаимодействие между плазменным тором и другими массивными спутниками Юпитера. Однако для того, чтобы сложить всё воедино, потребуется собрать намного больше данных, в том числе с других мощных телескопов на Земле, таких как космический телескоп «Джеймс Уэбб» и с космических аппаратов, таких как зонд NASA «Юнона».

Две недели назад зонд NASA Juno («Юнона») совершил 47-е сближение с Юпитером. В этот проход помимо данных о газовом гиганте «Юнона» также собирала информацию о его спутнике Ио, известном своей сильной вулканической активностью. Но к огорчению команды учёных зонд не смог завершить передачу собранных научных данных из-за сбоя.

Зонд «Юнона» на фоне Юпитера в представлении художника. Источник изображения: NASA

После перезагрузки бортового компьютера «Юноны» 17 декабря зонд был переведён в безопасный режим. Собранные аппаратом данные полностью сохранились, и с 22 декабря команда NASA понемногу вытягивает с зонда эту информацию. Сегодня или завтра этот процесс будет завершён, и зонд попытаются перевести из безопасного режима в режим нормальной работы.

В NASA пока не могут со 100-процентной уверенностью назвать причину сбоя. Скорее всего, бортовое оборудование подверглось бомбардировке заряжёнными частицами, когда в процессе сближения «Юнона» проходила через магнитосферу Юпитера. Возможно, позже учёные дадут развёрнутое описание события.

Фото Ио, сделанное в 2022 году с расстояния 82 тыс. км. Источник изображения: NASA

Следующий пролет «Юноны» мимо Юпитера состоится 22 января 2023 года. Зонд находится на орбите газового гиганта с 2016 года. После завершения основной программы исследования этой планеты он занялся более плотным изучением его спутников. Ганимед и Европа уже исследовались приборами «Юноны». Теперь пришёл черёд Ио. Ждём интересных подробностей. В NASA подтверждают, что собранные 14 декабря данные по Ио, включая мониторинг поверхности с высоким разрешением, во время сбоя не пострадали.

После изучения спутников Юпитера — Ганимеда и Европы — принадлежащий NASA зонд «Юнона» (Juno) намерен исследовать ещё одну луну газового гиганта. Речь идёт о таинственной Ио, на которой высока вулканическая активность.

Фото Ио, сделанное в 2022 году. Источник изображения: NASA

«Юнона», находящаяся на орбите Юпитера с 2016 года, вчера получила команды из NASA на проведение «фотосессии» с Ио. Спутник Юпитера размером с земную Луну останется в центре внимания зонда в течение следующих полутора лет, «Юнона» совершит девять облётов небесного тела, в двух случаях зонд будет пролетать в 1500 км от его поверхности. Для сравнения, капсула Orion, облетавшая Луну в рамках миссии Artemis I, пролетала от поверхности всего в 130 км. Тем не менее, как сообщает NASA, миссия позволит впервые провести мониторинг покрытого магмой спутника с высоким разрешением, что даст возможность подробнее изучить вулканы Ио и то, как извержения вулканов связаны с мощным магнитным полем Юпитера.

«Юнона» уже участвовала в кратковременном исследовании Ио. В июне 2022 года зонд пролетел от спутника на расстоянии около 80 тыс. км. Известно, что Ио сильно отличается от лун вроде Ганимеда и Европы, под ледяной поверхностью которых, как считается, скрываются океаны воды, возможно, имеющие примитивные формы жизни.

Поверхность Ио покрыта озёрами лавы, вырывающейся из сотен вулканов, разбросанных по поверхности луны — некоторые из вулканических гейзеров, по данным NASA, выбрасывают лаву на десятки километров. Хотя непохоже, чтобы на Ио присутствовала какая-либо жизнь, учёным всё-таки хочется рассмотреть космический объект поближе — это самое тектонически активное тело во всей Солнечной системе. Наблюдения Ио будут проводиться в рамках расширенной миссии «Юноны», начавшейся в 2021 году.

Хотя сенсоры «Юноны» оптимизированы для исследования самого Юпитера, они показали блестящие результаты и при изучении его лун — в 2021 году получены данные о поверхности Ганимеда, его магнитном поле и других характеристиках. Осенью 2022 года связанная с облётом Европы миссия позволила впервые увидеть «трёхмерные» изображения холодной поверхности объекта. Более того, микроволновый радиометр «Юноны» (MWR) дал возможность команде учёных впервые «заглянуть» под ледяную поверхность Европы и Ганимеда. Благодаря ему удалось изучить структуру, чистоту и температуру водяного льда на обеих лунах, а также их океаны на глубинах до 24 км. При сопоставлении данных MWR и снимков поверхности выяснилось, что разница между типами рельефа не только поверхностная. Молодые, яркие структуры оказались холоднее более тёмных.

Изучением Юпитера учёные занимаются не первое десятилетие, туда регулярно отправляются космические зонды. В апреле 2023 года должна стартовать миссия European Jupiter Icy Moons Explorer (Juice). Впрочем, пройдёт восемь лет, пока новый зонд достигнет пункта назначения.