رصد فوران‌های آتشفشانی یو، فعال‌ترین قمر سیاره‌ مشتری

رصد فوران‌های آتشفشانی یو، فعال‌ترین قمر سیاره‌ مشتری
تصویر ۱: همه‌ی آشکارسازی‌های مناطق داغ بر سطح یو از آگوست ۲۰۱۳ تا دسامبر ۲۰۱۵. هر دایره یک آشکارسازی جدید را نشان می‌دهد. اندازه‌ی دایره با مقیاس لگاریتمی شدت فعالیت را نشان می‌دهد و مناطق تیره‌تر مکان‌هایی را نشان می‌دهند که نقاط داغ چندین بار در آنجا دیده شده است. رنگ و علامت‌ها نوع فوران را نشان می‌دهند. گودال کوردالاگون پترا در ۲۲۰ غربی و ۵۰ جنوبی است.

تصویر ۱: همه‌ی آشکارسازی‌های مناطق داغ بر سطح یو از آگوست ۲۰۱۳ تا دسامبر ۲۰۱۵. هر دایره یک آشکارسازی جدید را نشان می‌دهد. اندازه‌ی دایره با مقیاس لگاریتمی شدت فعالیت را نشان می‌دهد و مناطق تیره‌تر مکان‌هایی را نشان می‌دهند که نقاط داغ چندین بار در آنجا دیده شده است. رنگ و علامت‌ها نوع فوران را نشان می‌دهند. گودال کوردالاگون پترا در ۲۲۰ غربی و ۵۰ جنوبی است.

«یو»، قمر مشتری، فعال‌ترین جرم آتشفشانی در منظومه‌ی شمسی است. این قمر بسیار کوچک با مشتری در وضعیت قفل مداری قرار گرفته‌اند، وضعیتی که در آن دوره‌ی گردش قمر به دور سیاره با دوره‌ی چرخش قمر به دور خودش یکسان می‌شود (مانند شرایط گردش ماه به دور زمین). این شرایط موجب می‌شود که نیروهای کشندی از سمت مشتری درون یو رو همواره داغ نگه دارند. جریان‌های بسیار داغ درونی (۳۰ برابر شدت جریان‌ مواد گرم درون زمین) فعالیت‌های آتشفشانی عظیمی بر سطح این قمر کوچک به وجود می‌آورد. این فعالیت‌های آتشفشانی انواع گوناگونی دارند  و می‌توانند بسیار متغیر باشند. اثرات گرمایی‌ این فعالیت‌ها بر روی سطح یو از روی زمین با تلسکوپ‌های مجهز به اپتیک سازگار در طول‌موج فروسرخ نزدیک قابل رصد است. فعالیت‌های آتشفشانی سطح یو با تلسکوپ‌های گوناگون زمینی و فضایی بررسی شده است. فضاپیمای گالیله از سال ۱۹۹۵ تا ۲۰۰۳ یو را زیر نظر گرفته بود و نخستین و کامل‌ترین بررسی آتشفشان‌های این قمر را ارائه داد. پس از آن هم رصدهای گوناگونی انجام شده است (مانند تصاویر فضاپیمای افق‌های نو از این قمر). با راه‌اندازی تکنولوژی اپتیک سازگار (اینجا بیشتر بخوانید) بر روی تلسکوپ‌های ۸ تا ۱۰ متری منجمان توانسته‌اند منابع گرمایی بیشتر و کم‌نورتری را روی سطح یو ثبت کنند. در این مقاله، مولفان فعالیت‌های قمر یو را از آگوست ۲۰۱۳ تا دسامبر ۲۰۱۵ در طی ۱۰۰ شب با اپتیک سازگار فروسرخ تلسکوپ‌های کک (۱۰ متری) و جمینی شمالی (۸ متری) رصد کرده‌اند. این داده‌ها پرتناوب‌ترین داده‌های موجود از قمر یو با کیفیت بالا و در طی زمانی طولانی‌ای است که به ما تغییرات فعالیت‌های آتشفشانی را در بازه‌‌های چند روزه تا چند ساله نشان می‌دهد. گرچه داده‌های فضاپیمای گالیله شامل حدود یک دهه داده می‌شود، اما تصاویر با کیفیت از یو در آن ماموریت معدود است و نمی‌توان با آن‌ها به تغییرات کوتاه‌دوره (چند روزه تا چند هفته‌ای) پی برد.

تصویر ۱ همه‌ی آشکارسازی‌های مناطق داغ بر روی یو را نشان می‌دهد و تصویر بالای صفحه تصاویر قمر یو را در فیلترهای مختلف نشان می‌دهد. مولفان بیش از ۴۰۰ فعالیت در ۴۸ منطقه آشکارسازی کردند که همه‌ی آن‌ها به جز ۵ منطقه در رصدهای پیشین وویجر و گالیله دیده شده بود. یکی از فعالیت‌هایی که برای اولین بار در این رصدها دیده شد، فوران کوردالاگون پاتِرا(۱) بود. پاتِرا یعنی یک گودال بی‌قاعده که معمولا آتشفشانی است. دمای تخمین‌زده شده برای این فوران ۱۲۰۰ کلوین است. تصویر ۲، تصاویر زمانی این فوران را نشان می‌دهد. به نظر می‌رسد که فوران‌های این گودال با فاصله‌ی زمانی چند روزه شدت می‌گرفتند.

این داده‌ها اهمیت رصدهای متناوب یو را در فروسرخ نزدیک نشان می‌دهند. مجموع داده‌های قمر یو از فضاپیماها و رصدهای زمینی کم‌کم به تعدادی می‌رسد که بررسی‌های آماری را مانند رفتارهای تناوبی و ارتباط ویژگی‌های فوران‌ها با مکان آن‌ها بر روی قمر امکان‌پذیر می‌کند. در نهایت این بررسی‌ها به ما کمک می‌کنند نیروهای کشندی بین یو و مشتری را که منجر به فعالیت‌های آتشفشانی یو می‌شود بهتر بفهمیم و برای ماموریت‌های فضایی آینده مانند جونو (Juno) آماده شویم. در حال حاضر پراکندگی فوران‌ها با آنچه از مدل‌ها پیش‌بینی می‌شود یکسان نیست، که ممکن است به علت تعداد کم رصدها باشد یا اینکه مدل‌های شبیه‌سازی این فوران‌ها بسیار ساده فرض شده‌اند.

تصویر ۲: تصاویر زمانی فوران گودال کوردالاگون پاترا که با پیکان نشان داده شده است.

تصویر ۲: تصاویر زمانی فوران گودال کوردالاگون پاترا که با پیکان نشان داده شده است.

 

(۱) Kurdalagon Patera

عنوان اصلی مقاله: Time variability of Io’s volcanic activity from near-IR adaptive optics observations on 100 nights in 2013–۲۰۱۵
نویسندگان: Katherine de Kleer , Imke de Pater
این مقاله در نشریه‌ی Icarus چاپ شده است.
لینک مقاله‌ی اصلی: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0019103516303104
گردآوری: آیرین شیوایی

 

دسته‌ها: مقالات روز

درباره نویسنده

آیرین شیوایی

پژوهشگر پَسادکترا در زمینه‌ی نجوم رصدی کهکشان‌ها در دانشگاه آریزونا است. او هم‌اکنون عضو تیم علمی ابزار فروسرخ تلسکوپ فضایی جیمز وب است. او در سال ۲۰۱۷ دکترای فیزیک خود را از دانشگاه کالیفرنیا در ریورساید دریافت کرد. پروژه‌ی دکترای او تحقیق درباره‌ی چگونگی تحول کهکشان‌های جوان عالم از طریق بررسی غبار میان‌ستاره‌ای و ستاره‌زایی در آن‌ها بود. او برای مطالعه و بررسی این کهکشان‌ها، که حدود ۱۰ میلیارد سال نوری از ما فاصله دارند، از داده‌های تلسکوپ‌های زمینی کک و تلسکوپ‌های فضایی هابل و اِسپیتزر استفاده کرد.

دیدگاه‌ها

  1. nafiseh
    nafiseh ۲۱ آبان, ۱۳۹۵، ۱۲:۲۰

    بسیار عالی و جالب

    پاسخ به این دیدگاه

یک دیدگاه بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.
بخش‌های لازم مشخص شده‌اند*