Sendo o objeto mais vulcânico do Sistema Solar, a lua de Júpiter, Io, atrai muita atenção. A sonda Juno da NASA chegou ao sistema jupiteriano em julho de 2016 e, nos últimos meses, tem prestado mais atenção a Io.

Embora o funcionamento interno de Io tenha sido em grande parte inescrutável, imagens e dados de Juno estão começando a fornecer uma imagem mais completa da vida interna vulcânica da estranha lua.

A atividade vulcânica extrema de Io decorre do aquecimento de maré causado pelo enorme Júpiter e sua poderosa gravidade. Alguns dos vulcões da lua expelem plumas de enxofre e dióxido de enxofre a até 500 km (300 milhas) acima de sua superfície. O enxofre também está sempre presente em seus fluxos de lava, que colorem a superfície da lua em vários tons de amarelo, vermelho, branco, verde e preto. Alguns dos fluxos de lava se estendem até 500 km (300 milhas) ao longo de sua superfície. Essas características atraem os cientistas a estudar a lua mais profundamente.

Um dos instrumentos da Juno é um gerador de imagens e espectrômetro que opera no infravermelho. É chamado VIDA (Jovian Infrared Auroral Mapper.) Ele foi projetado para, obviamente, mapear as auroras de Júpiter. Mas como as órbitas de Juno a trouxeram progressivamente mais perto de Io, o JIRAM está fornecendo imagens e dados de alta qualidade da lua vulcânica.

“As observações mostram novas informações fascinantes sobre os processos vulcânicos de Io.”

Scott Bolton, investigador principal de Juno, SwRI

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Em uma nova pesquisa na Nature Communications Earth and Environment, uma equipe de cientistas apresenta alguns novos insights sobre a Lua e sua vigorosa atividade vulcânica. O título é “Anéis quentes em Io observados por Juno/JIRAM.” O autor principal é Alessandro Mura, do Instituto Nacional de Astrofísica – Instituto de Astrofísica Espacial e Planetologia, Roma, Itália. A Itália forneceu o instrumento JIRAM para a missão Juno.

“Estamos apenas começando a mergulhar nos resultados do JIRAM dos voos próximos de Io em dezembro de 2023 e fevereiro de 2024”, disse Scott Bolton, pesquisador principal da Juno no Southwest Research Institute em San Antonio. “As observações mostram novas informações fascinantes sobre os processos vulcânicos de Io. Combinando esses novos resultados com a campanha de longo prazo da Juno para monitorar e mapear os vulcões nos polos norte e sul nunca antes vistos de Io, o JIRAM está se tornando uma das ferramentas mais valiosas para aprender como esse mundo torturado funciona.”

Io tem muito do que os cientistas planetários chamam de ‘tigelas.’ Paterae são crateras irregulares ou crateras complexas com bordas recortadas. Geralmente são largos e rasos, e os cientistas se perguntam se eles contêm lagos de lava. Observações mais antigas de Io obtidas pela sonda Galileo da NASA foram inconclusivas, mas as novas imagens de Juno e JIRAM têm uma resolução muito maior.

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Em 2023, Juno chegou a 13.000 km (8.100 milhas) da superfície de Io, permitindo ao JIRAM capturar maiores detalhes. Estas imagens mostram mais detalhes para um maior número de pateras, e as características reveladas pelas imagens sugerem que muitas das crateras têm lagos de lava ativos. “Estes novos dados Juno/JIRAM sugerem que os anéis quentes em torno das paterae são um fenómeno comum e que são indicativos de lagos de lava activos”, escrevem os autores no seu artigo.

Este gráfico mostra a radiância infravermelha de Chors Patera, um lago de lava na lua Io de Júpiter. O anel branco é a parte mais quente da patera, entre 232 e 732 graus Celsius, onde a lava do interior da lua é exposta. O vermelho/verde dentro do anel é provavelmente uma crosta espessa de material derretido que está a -43 graus Celsius. Fora da patera, a temperatura é de cerca de -143 graus Celsius. Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM/MSSS
Este gráfico mostra a radiância infravermelha de Chors Patera, um lago de lava na lua Io de Júpiter. O anel branco é a parte mais quente da patera, entre 232 e 732 graus Celsius, onde a lava do interior da lua é exposta. O vermelho/verde dentro do anel é provavelmente uma crosta espessa de material derretido que está a -43 graus Celsius. Fora da patera, a temperatura é de cerca de -143 graus Celsius. Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM/MSSS
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“A alta resolução espacial das imagens infravermelhas do JIRAM, combinada com a posição favorável de Juno durante os sobrevoos, revelou que toda a superfície de Io é coberta por lagos de lava contidos em características semelhantes a caldeiras”, disse Alessandro Mura, autor principal do artigo. “Na região da superfície de Io em que temos os dados mais completos, estimamos que cerca de 3% dela seja coberta por um desses lagos de lava derretida.”

Perguntas pendentes permanecem sobre a natureza da atividade vulcânica de Io e o que acontece no subsolo. Essas novas imagens ajudam a fornecer respostas.

Os lagos de lava têm apenas um fino anel de lava exposta. Não há fluxos de lava além da borda ou dentro da borda, o que indica um equilíbrio entre o magma que irrompeu no lago e o magma que fluiu de volta para o subsolo.

Esta figura da pesquisa mostra mapas de radiação infravermelha para seis pateras diferentes em Io.  Cada um possui um anel de lava dentro da borda da patera.  Crédito da imagem: Mura et al.  2024.
Esta figura da pesquisa mostra mapas de radiação infravermelha para seis pateras diferentes em Io. Cada um possui um anel de lava dentro da borda da patera. Crédito da imagem: Mura et al. 2024.
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“Agora temos uma ideia de qual é o tipo de vulcanismo mais frequente em Io: enormes lagos de lava onde o magma sobe e desce”, disse Mura. “A crosta de lava é forçada a quebrar contra as paredes do lago, formando o típico anel de lava visto nos lagos de lava havaianos. As paredes têm provavelmente centenas de metros de altura, o que explica por que o magma geralmente não é observado saindo das pateras e se movendo pela superfície da lua.”

Os pesquisadores propuseram dois modelos geológicos diferentes para explicar os lagos de lava nas pateras de Io: um que eles chamam de “modelo de ressurgência central” e o outro de “modelo de movimento de pistão”.

O modelo de ressurgência central explica que a crosta isolante “se espalha radialmente através de processos de convecção no lago e depois afunda nas bordas, expondo a lava”, explicam os autores em sua pesquisa. Basicamente, o calor aumenta no centro da patera, empurra para fora radialmente, e a lava quente afunda na borda e fica exposta.

O problema com esse modelo é a uniformidade da crosta de magma. As imagens do JIRAM mostram calor uniforme por toda a crosta de magma, o que significa que ela teria que ter a mesma espessura. Como ela poderia manter a mesma espessura enquanto irradia horizontalmente?

O movimento do pistão é ligeiramente diferente. Nesse modelo, “um simples movimento ‘tipo pistão’ para cima e para baixo de toda a superfície do lago pode causar ruptura da crosta do lago de lava contra as paredes da patera, revelando material mais quente”, explicam os autores. Não há movimento horizontal radiante como a ressurgência central; em vez disso, todo o lago se move para cima e para baixo.

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Esse modelo também tem problemas. “Para o modelo de lago tipo pistão, a consistência entre as pateras individuais, bem como o brilho uniforme ao redor do perímetro do lago também representam desafios geológicos”, explicam os autores. Para que todas as dez pateras do estudo tenham anéis quentes de lava exposta, o movimento vertical deve ser contínuo em todos os locais. Em alguns locais, o JIRAM deveria ter detectado alterações na profundidade da patera. “Não foram relatadas tais alterações de profundidade numa patera específica”, observam os autores, ao mesmo tempo que escrevem que as imagens podem não ter resolução temporal e espacial para detectar alterações de profundidade.

Esta figura da pesquisa mostra os dois modelos que os pesquisadores estão propondo. À esquerda em A e B está o modelo de ressurgência central. À direita em C e D está o modelo de movimento do pistão. Crédito da imagem: Mura et al. 2024.
Esta figura da pesquisa mostra os dois modelos que os pesquisadores estão propondo. À esquerda em A e B está o modelo de ressurgência central. À direita em C e D está o modelo de movimento do pistão. Crédito da imagem: Mura et al. 2024.
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A atividade na borda onde a lava é mais quente pode conter a resposta final. “A observação da atividade nas bordas do lago levanta a questão se algum tipo de erosão térmica ou mecânica entre a superfície do lago e as paredes da patera pode estar ocorrendo”, escrevem os autores. As paterae podem crescer ao longo do tempo, mas apenas algumas centenas de metros a cada ano. Nenhuma mudança foi notada entre as visitas da Voyager, Galileo e Juno. Ainda é possível, mas os dados são inconclusivos.

A sonda Juno ainda pode ser capaz de fornecer respostas mais profundas à atividade vulcânica de Io. Ela já completou voos mais próximos de Io, e esses dados estarão disponíveis no futuro.

“Assim que os últimos dados do Juno forem adquiridos, seria instrutivo examinar imagens visíveis de patera inativa em busca de sinais de atividade de um antigo lago de lava”, escrevem os autores em sua conclusão.

Fonte: InfoMoney

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Formado em Educação Física, apaixonado por tecnologia, decidi criar o site news space em 2022 para divulgar meu trabalho, tenho como objetivo fornecer informações relevantes e descomplicadas sobre diversos assuntos, incluindo jogos, tecnologia, esportes, educação e muito mais.