Атмосфера Ио «управляется» Солнцем

Еще совсем недавно атмосфера Марса, плотность которой меняется в зависимости от сезона (за счет того, что значительная ее часть «вымерзает» в районе полюсов, а после потепления снова испаряется), считалась уникальным явлением в Солнечной системе. Однако сотрудники Юго-Западного исследовательского института (Southwest Research Institute, Boulder, Colorado), проводившие наблюдения с помощью спектрографа TEXES, установленного на телескопе Gemini North (обсерватория Мауна Кеа, Гавайские острова), обнаружили еще одно небесное тело, где наблюдается подобный эффект. Им оказался Ио — ближайший к Юпитеру из четырех его галилеевых спутников.

Коллаж из фотографий Юпитера, его вулканически активного спутника Ио (выбросы изверженного вещества показаны условно) и участка звездного неба с Туманностью Андромеды. Левый край Ио находится в юпитерианской тени: в этой области разреженная атмосфера спутника, в основном состоящая из сернистого газа, остывает и выпадает на его поверхность в виде снега.

Орбитальный период Ио составляет почти 42 с половиной часа. На каждом витке вокруг планеты-гиганта спутник примерно на два часа погружается в ее тень. В это время его атмосфера, состоящая в основном из сернистого газа (диоксида серы SO2), очень быстро остывает, кристаллизуется и оседает на поверхность. Когда Ио выходит из тени, сернистокислый лед под действием солнечного тепла сублимируется (переходит обратно в газообразное состояние), и газовая оболочка появляется снова. Вероятнее всего, подобные процессы происходят и на неосвещенной стороне луны, однако наблюдать их с Земли не представляется возможным, а соответствующие исследования с использованием искусственных спутников Юпитера пока не проводились.

Существенной разницей между Ио и Марсом является тот факт, что атмосфера последнего после каждого цикла «вымораживания» восстанавливается практически в прежнем виде (то есть на протяжении длительных промежутков времени здесь мы имеем дело со стабильной системой). Кроме того, на спутнике Юпитера газовая оболочка постоянно «подпитывается» за счет высокой вулканической активности,2 от уровня которой также зависит общая масса атмосферных газов. Вдобавок на нее влияет еще один важный фактор — взаимодействие Ио с мощной магнитосферой планеты-гиганта и ее радиационными поясами. В целом же давление атмосферы юпитерианской луны не превышает 3×10-4 паскаля — это примерно в 2 тыс. раз меньше среднего давления у марсианской поверхности.

Наблюдения, на основании которых было сделано открытие, проводились еще в ноябре 2013 г., однако их результаты появились в одном из последних номеров журнала Journal of Geophysical Research. Пока неизвестно, собираются ли инженеры NASA на основании этих результатов скорректировать научную программу зонда Juno, находящегося в настоящее время на орбите вокруг Юпитера.