Dieser Mond verdankt seine Atmosphäre weitgehend seinen 400 (!) Vulkanen

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Neue Beobachtungen zeigen zum ersten Mal, was genau die großen Vulkanausbrüche auf Jupiters Mond Io verursachen.

Io ist der innerste von Jupiters vier Hauptmonden. Dieser Mond wird wegen der pockennarbigen Landschaft auch als “Pizzamond” bezeichnet. Wir wissen jetzt, dass Ios Atmosphäre ein wahres Hexengebräu aus Schwefeldioxid ist. Aber woher kommt das Gas? Bis jetzt war das geheimnisvoll.

Prozesse
Was wir wissen ist, dass es auf Io viele – über 400 (!) – Vulkane gibt. Tatsächlich ist Io der vulkanisch aktivste Himmelskörper im Sonnensystem und – nach Venus und Sonne – der heißeste Ort in unserem Sonnensystem. In einer neuen Studie fragten sich die Forscher, ob diese Vulkane das atmosphärische Schwefeldioxid in die Luft speien könnten. Andererseits könnte das Gas auch aus Schwefeldioxideis auf der Oberfläche stammen, das dann in der Atmosphäre im Sonnenlicht verdampft oder sublimiert (gasförmig wird). „Es war nicht bekannt, welcher Prozess die Dynamik in der Atmosphäre von Io antreibt“, sagt die Forscherin Imke de Pater. “Sind es Ios Vulkane oder das Gas, das auf der eisigen Oberfläche sublimiert, wenn der Mond im Sonnenlicht steht?”

Atmosphäre
Neue Beobachtungen mit dem chilenischen Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) lösen nun das Rätsel. Die Forscher stellten überraschenderweise fest, dass die Atmosphäre von Io alle 42 Stunden sehr instabil wird, gerade wenn sich der Mond im Schatten von Jupiter befindet. Da sich Io vorübergehend im Schatten des Gasriesen befindet, kühlt sich der Mond stark ab. Und das hat Konsequenzen für Ios dünne Atmosphäre. Es kollabiert sozusagen, weil Schwefeldioxidmoleküle an der Oberfläche gefrieren. Sobald der Mond aus seinem Schatten auftaucht, erwärmt er sich wieder und das Eis auf seiner Oberfläche sublimiert. Anschließend kehren auch die kalten Schwefeldioxidemissionen in nur 10 Minuten zurück. „Sobald Io Sonnenlicht ausgesetzt ist, steigt die Temperatur und das Schwefeldioxideis sublimiert in Gas“, erklärt De Pater. „Die Atmosphäre erholt sich dann in nur zehn Minuten. Das ist viel schneller als vorhergesagt. “

Schwefeldioxid
Auffällig ist jedoch, dass nicht alle kalten Schwefeldioxidmoleküle gefrieren, wenn Io im Schatten liegt und die Temperatur drastisch sinkt. Dies bedeutet, dass Schwefelgase immer noch in der Atmosphäre von Io verbleiben. Und das könnte mit Ios Vulkanen zusammenhängen. Dies bedeutet, dass Vulkane ständig Schwefeldioxid in die Atmosphäre speien, das dann zu heiß bleibt, um zu kondensieren. Und dank der hervorragenden Auflösung und Empfindlichkeit von ALMA konnten die Astronomen zum ersten Mal deutlich Schwefeldioxidwolken aus den Vulkanen von Io aufsteigen sehen. Zwei von ihnen – Karei Patera und Daedalus Patera – brachen im vergangenen März aus, während im September ein dritter Vulkan aktiv war.

Dieses Video zeigt Bilder von Jupiters Mond Io, während der Mond von Jupiter überschattet wird. Die Bilder zeigen zum ersten Mal Schwefeldioxidfahnen (in Gelb), die aus Ios Vulkanen aufsteigen.

400 Vulkane
Die Forscher kommen zu einem bemerkenswerten Ergebnis. Denn so haben sie es eingestellt die Studium30 bis 50 Prozent der Gase in der Atmosphäre von Io stammen direkt von aktiven Vulkanen. Und das bedeutet, dass der Mond seine Atmosphäre zum großen Teil seinen 400 Vulkanen verdankt.

Mehr über Ios vulkanische Aktivität
Jupiter hat insgesamt 79 Monde, was bedeutet, dass der Gasriese ein wahrer Rekordhalter ist: Kein anderer Planet in unserem Sonnensystem hat so viele Monde. Wie bereits erwähnt, ist Io der innerste von Jupiters vier großen Monden. Der Mond wurde am 8. Januar 1610 von Galileo Galilei entdeckt und ist nach Io, der mythologischen Tochter des Flussgottes Inachus, benannt. Sie fragen sich vielleicht, warum Io so vulkanisch aktiv ist. Der Planet Jupiter ist teilweise dafür verantwortlich. Die massive Schwerkraft des Gasriesen zieht den Mond und erzeugt Reibung und Wärme in Io. Auch die Monde Ganymed und Europa helfen. Dies erwärmt das Innere von Io und erzeugt Vulkane an der Oberfläche. Und regelmäßig spucken diese Vulkane auf Io Schwefel in den Weltraum.

Das vulkanische Schwefeldioxid kondensiert schließlich an der Oberfläche und bildet hier eine dicke gefrorene Schicht aus Schwefeldioxideis. Dieses gefrorene Schwefeldioxideis ist oft mit einer Schicht Vulkanstaub bedeckt. Und das gibt Io seine charakteristischen Farben Gelb, Weiß und Orange, wie auf dem Foto unten deutlich zu sehen ist.

Jupitermond Io. Bild: NASA

Die Forscher lassen das Thema noch nicht los. „Durch die Untersuchung der Atmosphäre und der vulkanischen Aktivität von Io können wir auch mehr über die Vulkane, Erwärmungsprozesse und das Innere des Mondes erfahren“, sagt die Forscherin Katherine de Kleer. Die Forscher hoffen, Io bei anderen Radiowellenlängen beobachten zu können, was die Zusammensetzung und Temperatur des Magmas unter den Vulkanen offenbaren kann. Darüber hinaus haben wir auch keinen Einblick in die Temperatur in den unteren Regionen der Io-Atmosphäre. Die Forscher planen daher, die Temperatur von Io in zukünftigen Forschungen zu messen.

Wusstest du schon…

… Moon Io uns mehr als einmal überrascht hat? Schau es dir an diese schönen Fotos aus dem Schatten von Io auf der Wolkendecke des Planeten Jupiter!

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