Io – uno dei numerosi satelliti di Giove – è caratterizzato da un estremo vulcanismo: è il mondo più attivo, dal punto di vista vulcanico, dell’intero Sistema solare. Questa sua attività è alimentata dal riscaldamento mareale: mentre percorre la sua orbita leggermente ellittica, Io è costantemente allungato e schiacciato dalla forte gravità di Giove, e questo genera un calore interno molte volte superiore a quello terrestre. Ora la missione Juno ha fornito le prime misurazioni della temperatura al di sotto della superficie della luna. Lo studio che presenta il risultato, basato sui dati raccolti dallo strumento Microwave Radiometer (Mwr) della sonda della Nasa, è stato pubblicato lo scorso mercoledì su Journal of Geophysical Research: Planets (Jgr: Planets), ed evidenzia un riscaldamento significativo all’interno dello strato superficiale.
«Lo strumento ha misurato l’emissione termica di Io a profondità che vanno da pochi cm fino a decine di metri. Ovunque abbiamo guardato, abbiamo riscontrato un aumento della temperatura di oltre 20 °C già a pochi metri di profondità dalla superficie — un gradiente molto più marcato di quanto possa spiegare il solo riscaldamento solare», spiega Shannon Brown del Jet Propulsion Laboratory della Nasa, primo autore dell’articolo, riferendosi alle misure acquisite con Mwr durante i flyby del 30 dicembre 2023 e del 3 febbraio 2024, quando la sonda Juno si è avvicinata a circa 1.500 chilometri dalla superficie di Io. «Lontano dalle montagne, la superficie assomiglia più alle Grandi Pianure del Nord America e, sebbene Io sia un corpo roccioso, il materiale superficiale ha una densità molto bassa — più simile alla pomice o a una soffice cenere vulcanica che alla solida roccia».
Il radiometro a microonde Mwr è stato progettato da Scott Bolton, coautore dello studio e ricercatore principale della missione Juno presso il Southwest Research Institute di San Antonio, per studiare le dinamiche e la composizione dell’atmosfera profonda di Giove. Mwr è composto da sei antenne che fungono da unico strumento: sono in grado di rivelare simultaneamente microonde in un ampio intervallo di lunghezze d’onda, da 1,3 a 51 centimetri. Questo strumento ha offerto anche l’opportunità di osservare tre delle lune galileiane del pianeta: Ganimede, Europa e Io. «La tecnica è innovativa in quanto ogni lunghezza d’onda esplora profondità diverse, fornendo un nuovo modo per caratterizzare l’atmosfera profonda dei pianeti giganti e le croste sotterranee delle lune ghiacciate e rocciose», spiega Bolton. «Su Ganimede ed Europa abbiamo esplorato decine di km sotto la superficie, ipotizzando che i loro gusci di ghiaccio fossero costituiti prevalentemente da acqua pura, ma la capacità di sondare la roccia vulcanica su Io è stata una scoperta inaspettata».
I dati di Io suggeriscono che il calore potrebbe salire costantemente attraverso una crosta conduttiva. Si tratterebbe di un flusso di calore di fondo modesto su scala locale, ma che rappresenterebbe, su tutta la superficie della luna, un rilascio di energia fino a trenta volte superiore alla media terrestre. Un’altra possibile spiegazione è che il segnale provenga da colate laviche in fase di raffreddamento, ricoperte da uno strato di crosta solidificata spesso una decina di metri.
«Io offre una finestra unica per comprendere come funziona il riscaldamento mareale in tutto il cosmo, un processo fondamentale che fornisce energia e calore a mondi lontani dalla loro stella madre», conclude Bolton. «Questo processo non solo può dare origine al corpo più vulcanico del Sistema solare, come nel caso di Io, ma alimenta anche gli oceani sotterranei delle lune dei pianeti giganti, quali Europa e Ganimede. Finora potevamo solo osservare il calore che fuoriesce in superficie o attraverso le eruzioni. Ora possiamo descrivere come il calore si sposta dall’interno verso la superficie».
Per saperne di più:
- Leggi su Journal of Geophysical Research: Planets l’articolo “Io Sub-Surface Temperature Profile Observed by the Juno Microwave Radiometer“, Shannon Brown, Virgil Adumitroaie, Scott Bolton, Anton Ermakov, Jianqing Feng, Steven Levin, Matthew Siegler e Zhimeng Zhang