ไอโอไม่ได้มีมหาสมุทรแมกมา
การค้นพบใหม่เผยให้เห็นว่าไอโอน่าจะไม่มีมหาสมุทรแมกมาใต้พื้นผิว แต่กลับมีภายในที่แข็งและหลอมเหลวเป็นบางส่วนเหมือนกับภายในโลก
ไอโอ(Io) ซึ่งเป็นดวงจันทร์ที่อยู่วงในสุดในบรรดาดวงจันทร์กาลิเลโอ(Galilean moons) ทั้งสี่ของดาวพฤหัสฯ โดยปกคลุมด้วยภูเขาไฟหลายร้อยลูก ซึ่งบางส่วนก็พ่นน้ำพุลาวาออกมาสูงหลายสิบกิโลเมตร แต่ภายในของมันเป็นเช่นไรจึงสามารถขับเคลื่อนความเกรี้ยวกราดเช่นนี้ได้ หลังจากยานจูโนของนาซา ได้บินผ่านไอโอในระยะใกล้ชิด 2 ครั้งระหว่างเดือนธันวาคม 2023 จนถึงกุมภาพันธ์ 2024 ขณะนี้ นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ก็คิดว่าพวกเขารู้แล้ว
นับตั้งแต่ที่ยานวอยยาจเจอร์ 1 พบภูเขาไฟที่กำลังปะทุบนไอโอในระหว่างการบินผ่านของมันในปี 1979 นักวิทยาศาสตร์ก็เชื่อว่าอาจมีมหาสมุทรแมกมาครอบคลุมทั่วอยู่ใต้พื้นผิวไอโอลงไปเล็กน้อย ส่งพลังให้กับกิจกรรมภูเขาไฟที่พลุ่งพล่าน
อย่างไรก็ตาม ในการแถลงข่าวที่จัดโดยสหพันธ์ธรณีวิทยาอเมริกัน นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ได้แบ่งปันการค้นพบใหม่ โดยบอกว่าไอโอไม่น่าจะมีมหาสมุทรแมกมา แต่กลับมีภายในที่แข็งและหลอมเหลวเป็นบางส่วนเหมือนกับในโลก ผลสรุปมาจากข้อมูลใหม่จากจูโน ซึ่งสำรวจดาวพฤหัสฯ และดวงจันทร์มาตั้งแต่ที่ไปถึงในปี 2016
ภาพรวมประกอบแสดงดวงจันทร์ไอโอเหล่านี้ บันทึกโดยยานจูโนของนาซาในระหว่างการบินผ่านไอโอเมื่อวันที่ 14 ธค 2022(ซ้าย) และ 1 มีค 2023(ขวา) กล้องจูโนแคม(JunoCam imager) บันทึกพื้นผิวของดวงจันทร์ และซ้อนทับด้วยจุดสีแดง, เหลือง และสีขาวสว่าง ซึ่งแสดงถึงกิจกรรมภูเขาไฟที่คึกคักหลายสิบแห่งที่ JIRAM ได้บันทึกไว้
ไอโอกำลังโคจรรอบปีศาจ Scott Bolton จากสถาบันวิจัยเซาธ์เวสต์ ผู้นำปฏิบัติการจูโน กล่าว เส้นทางของไอโอรอบดาวพฤหัสฯ นั้นรีมาก ซึ่งหลุดจากวงโคจรที่กลมเนื่องจากกำทอนการโคจรกับดวงจันทร์เพื่อนบ้าน ยูโรปา(Europa) และกานิมีด(Ganymede) เมื่อวงโคจรที่รีนี้มักจะนำไอโอเข้าใกล้และห่างไกลจากดาวพฤหัสฯ ในทุกๆ 42.5 ชั่วโมง แรงโน้มถ่วงที่รุนแรงของดาวพฤหัสฯ จะดึงพื้นผิวไอโอไปมาแบบซ้ำๆ คล้ายกับแรงดึงจากดวงจันทร์ที่ทำให้เกิดน้ำขึ้นน้ำลงในมหาสมุทรของโลก
กระบวนการยืดด้วยแรงโน้มถ่วง(tidal flexing) จะสร้างพลังงานมากพอที่จะนำไปสู่การสร้างความร้อนได้มากพอที่จะหลอมเหลวภายในไอโอ Ryan Park จากห้องทดลองไอพ่นขับดัน สมาชิกทีมวิทยาศาสตร์จูโน กล่าว Bolton เปรียบเทียบมันกับการบีบบอลลูกยางจนกระทั่งมันอุ่นขึ้น
เพื่อตรวจสอบว่าไอโอมีชั้นหินหลอมเหลวใกล้พื้นผิวหรือไม่ ทีมตรวจสอบว่าผลจากแรงโน้มถ่วงเหล่านี้ปรับเปลี่ยนพื้นผิวไอโอไปมากแค่ไหน ถ้าไอโอมีมหาสมุทรแมกมาทั่วดวงจันทร์ หรือเป็นชั้นของเหลวที่แทรกอยู่ระหว่างเปลือกกับชั้นส่วนในๆ เปลือกนี้ก็จะปรับเปลี่ยนรูปร่างได้ง่ายกว่ามาก ก็เหมือนกับลูกโป่งใส่น้ำ Park กล่าว
ทีมคำนวณการปรับเปลี่ยนไอโอโดยการรวมการตรวจสอบแรงโน้มถ่วงที่ได้จากการตามรอยการเคลื่อนที่ของจูโน ในระหว่างการบินผ่านครั้งล่าสุด กับการสำรวจจากยานกาลิเลโอ ผลสรุปซึ่งเผยแพร่ใน Nature วันที่ 12 ธันวาคม เผยให้เห็นว่าความร้อนจากแรงโน้มถ่วงของดาวพฤหัสฯ ไม่เพียงพอที่จะสร้างชั้นมหาสมุทรแมกมาได้ แต่กิจกรรมภูเขาไฟที่สุดขั้วของไอโอน่าจะได้รับพลังจากชั้นในที่หลอมเหลวเป็นบางส่วนโดยน่าจะเป็นโถงแมกมา(magma chamber) อยู่ในชั้นที่แข็งกว่าและแข็งเกือบทั้งหมด
ภาพจากศิลปินแสดงโครงสร้างภายในของดวงจันทร์ไอโอ ข้อมูลจากยานจูโนบอกว่าไอโอมีชั้นเนื้อหรือแมนเทิลที่เป็นของแข็งเกือบทั้งหมด(แสดงเป็นสีเขียวเข้ม) โดยมีช่องหินหลอมเหลวแทรกอยู่บ้าง(สีเหลืองและส้ม) ชั้นเนื้อเกยอยู่บนแกนกลางที่เป็นของเหลว
คำถามเกี่ยวกับมหาสมุทรแมกมาของไอโอมีนัยยะเกินจากแหล่งของภูเขาไฟของดวงจันทร์เอง เมื่อคิดว่าพิภพหลายแห่งน่าจะเคยมีมหาสมุทรแมกมาในช่วงต้นๆ ของวิวัฒนาการ ซึ่งรวมถึงดวงจันทร์ของโลก ที่มี “ทะเล”(Mare) สีมืดซึ่งเกิดจากลาวาจำนวนมากที่ทะลักออกจากภายในดวงจันทร์ และการบีบฉีกที่เกิดกับดวงจันทร์บริวารของดาวเคราะห์ยักษ์ดวงอื่นๆ อย่าง ยูโรปา และเอนเซลาดัส ซึ่งเชื่อกันว่ามีมหาสมุทรน้ำในสภาพของเหลวอยู่ใต้เปลือกน้ำแข็ง
เหตุผลหนึ่งที่ไอโออาจจะขาดแคลนมหาสมุทรแมกมาก็คือ มีการปะทุภูเขาไฟหลายร้อยแห่งบนพื้นผิว ซึ่งจะกระจายความร้อนที่เกิดขึ้นภายในออกไปได้มาก
ทีมจูโนยังใช้โอกาสเพื่อสำรวจรายละเอียดที่ไม่ปกติบนพื้นผิวไอโอในระหว่างการบินผ่าน โดยใช้ JIRAM(Jovian Infrared Auroral Mapper) นักวิทยาศาสตร์สำรวจทะเลสาบที่ใหญ่ที่สุดบนไอโอ คือ Loki Patera ซึ่งมีความกว้าง 190 กิโลเมตร โลกิสามารถเติมใจกลางของทะเลเมดิเตอร์เรเนียนได้ แต่ไม่เหมือนกับเมดิเตอร์เรเนียน เพราะโลกิเป็นลาวาล้วนๆ
มันเป็นสิ่งมหัศจรรย์ในระบบสุริยะ Alesandro Mura สถาบันเพื่อดาราศาสตร์ฟิสิกส์แห่งชาติ สมาชิกทีมวิทยาศาสตร์จูโน ซึ่งนำการศึกษาโลกิ ที่น่าตื่นตะลึงมากกว่าก็คือ โลกิมีเกาะอย่างน้อย 20 แห่งซึ่งคงอยู่ในสภาพเดิมนับตั้งแต่การสำรวจของวอยยาจเจอร์เมื่อเกือบครึ่งศตวรรษที่แล้ว เกาะในโลกิที่คงอยู่มายาวนานได้ท้าทายความเข้าใจของนักวิทยาศาสตร์ ความเป็นไปได้อย่างหนึ่งก็คือ ทะเลสาบลาวาแห่งนี้น่าจะตื้นเพียงไม่กี่สิบเมตรเท่านั้น ป้องกันไม่ให้เกิดการพาที่น่าจะกัดกร่อนเกาะได้
โลกิไม่ใช่ทะเลสาบลาวาเพียงแห่งเดียวบนไอโอ JIRAM ยังได้พบทะเลสาบขนาดเล็กอีก 40 แห่งในระหว่างการบินผ่าน แรงบีบฉีกที่กระทำกับภายในของไอโอ ยังอาจจะมีบทบาทในการก่อตัวทะเลสาบเหล่านี้ เมื่อไอโอถูกบีบอย่างเป็นคาบเวลา หินหลอมเหลวจึงถูกผลักขึ้นสู่พื้นผิว ขังอยู่ในทะเลสาบลาวา ภาพจากจูโนยังเผยให้เห็นกระแสธารลาวาและซากกิจกรรมภูเขาไฟใหม่ๆ หลายสิบแห่ง นับตั้งแต่การสำรวจโดยยานกาลิเลโอเมื่อกว่า 25 ปีก่อน
นี่เป็นพื้นผิวที่มีพลวัตอย่างไม่น่าเชื่อที่มีการพลิกกลับในออกนอกก็เพราะกิจกรรมภูเขาไฟล้วนๆ เลย Heidi Becker จากห้องทดลองไอพ่นขับดัน สมาชิกอีกคนในทีมวิทยาศาสตร์จูโน กล่าว ภาพใหม่ๆ เผยให้เห็นการปะทุลาวาออกมา ปรากฏเป็นเส้นสีสว่างและเรืองอุ่นๆ ในช่วงความยาวคลื่นความร้อน ไปตามเส้นชั้นความสูงของภูเขาไอโอ การค้นพบเหล่านี้บอกใบ้ว่าภูเขาของไอโอและกิจกรรมภูเขาไฟของมันทั้งคู่อาจเป็นผลจากการเลื่อนของแผ่นเปลือก
แม้ว่าจูโนไม่น่าจะผ่านเข้าใกล้ไอโออีกในอนาคตอันใกล้นี้ แต่ทีมก็หวังว่าจะได้ศึกษาดวงจันทร์ดวงนี้และแสงเหนือใต้ของดาวพฤหัสฯ จากที่ไกลออกมาอีกเล็กน้อย ปฏิบัติการยูโรปาคลิปเปอร์(Europa Clipper) และ JUICE น่าจะเผยความลับของดวงจันทร์ของกาลิเลโอได้มากขึ้น ยกเว้นเพียงแต่ไอโอ ซึ่งอยู่ใกล้ดาวพฤหัสฯ จนอยู่ในแถบการแผ่รังสีที่รุนแรง การบินผ่านของจูโนได้ให้โอกาสอันหาได้ยากในการศึกษาพื้นผิวพลวัตสูงและความเป็นมาของดวงจันทร์ดวงนี้
แหล่งข่าว skyandtelescope.com : no magma ocean for Io, Jupiter’s volcano-covered moon
sciencealert.com : Jupiter’s hellish moon isn’t powered by a hidden ocean of magma, study finds
iflscience.com : the heart of the solar system’s most volcanic world is more solid than we thought
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
