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Les survols de la lune ardente de Jupiter, Io, effectués par la sonde spatiale Juno de la NASA, contribuent à résoudre le mystère persistant de la raison pour laquelle la petite lune est le corps volcaniquement le plus actif de notre système solaire.
De taille similaire à la Lune terrestre, Io compte environ 400 volcans qui libèrent continuellement des panaches et de la lave qui recouvrent la surface de cette lune.
La mission Juno, qui orbite et observe Jupiter et ses lunes depuis juillet 2016, a effectué des survols incroyablement rapprochés d’Io en décembre 2023 et février. Le vaisseau spatial s’est glissé à moins de 1 500 kilomètres de la surface de la lune, capturant des images et des données. Ensemble, les survols de Juno ont permis un aperçu sans précédent de la lune fumante, notamment en observant ses pôles pour la première fois.
Les chercheurs ont présenté mercredi certains des résultats d’une analyse des données de survol lors de la réunion annuelle de l’American Geophysical Union à Washington, DC. Un article détaillant certaines des conclusions a également été publié jeudi dans la revue Nature.
“Io est l’un des objets les plus intrigants de tout le système solaire”, a déclaré Scott Bolton, co-auteur de l’étude, chercheur principal de Juno et vice-président associé au Southwest Research Institute de San Antonio. “Nous pouvons voir que ce corps est complètement recouvert de volcans sur les deux pôles et tout au milieu, (qui) s’éteignent constamment.”
Les nouvelles données suggèrent que les nombreux volcans d’Io sont probablement chacun alimentés par leur propre chambre de magma chaud, plutôt que par un océan global de magma sous la surface. Cette dernière hypothèse a longtemps été une hypothèse dominante parmi les astronomes.
Cette découverte pourrait changer la façon dont les astronomes comprennent les lunes dominées par les océans souterrains de notre système solaire, comme la lune Europe de Jupiter et les planètes situées au-delà de notre système solaire.
L’astronome italien Galileo Galilei, connu comme le père de l’astronomie moderne, a découvert Io le 8 janvier 1610.
Mais l’activité volcanique sauvage de la lune n’a pas été détectée jusqu’à ce que Voyager 1 survole Jupiter et ses lunes en 1979, révélant la surface dynamique d’Io qui ressemblait à une pizza au pepperoni, a déclaré Bolton.
Cette année-là, Linda Morabito, scientifique en imagerie au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, en Californie, est devenue la première personne à identifier un panache volcanique alors qu’elle étudiait une image d’Io capturée par Voyager 1.
Cette révélation a déclenché un mystère qui a duré des décennies alors que les astronomes s’interrogeaient sur les origines de l’activité volcanique constante d’Io.
“Depuis la découverte de Morabito, les planétologues se demandent comment les volcans étaient alimentés par la lave située sous la surface”, a déclaré Bolton. « Y avait-il un océan peu profond de magma chauffé à blanc qui alimentait les volcans, ou leur Source était-elle plus localisée ? Nous savions que les données des deux survols très rapprochés de Juno pourraient nous donner un aperçu du fonctionnement réel de cette lune torturée.
Io orbite autour de Jupiter, la plus grande planète de notre système solaire, que Bolton qualifie de « monstre ». L’orbite de la Lune est imparfaite, ce qui signifie que parfois elle se rapproche de Jupiter pendant son orbite, et d’autres fois elle s’en éloigne. Io effectue une orbite autour de la planète toutes les 42,5 heures.
L’influence gravitationnelle massive de Jupiter serre Io lorsqu’elle orbite autour de la planète, comme une main serrant une balle en caoutchouc, ce qui réchauffe la lune. Ce phénomène est appelé flexion de marée, ou friction due aux forces de marée qui génèrent de la chaleur interne.
“C’est ce qui se passe à l’intérieur d’Io”, a déclaré Bolton. «Cette pression génère de la chaleur, et il fait si chaud que l’intérieur (de Io) fond littéralement et ressort. Les éruptions sont constantes. C’est comme une pluie torrentielle incessante. Cela éclate toujours partout.
La flexion constante du remorqueur de Jupiter sur Io génère une énergie immense, qui ferait fondre une partie de l’intérieur de la Lune, a déclaré Bolton. Et si la fonte était suffisamment importante, elle créerait un océan de magma mondial que Juno pourrait détecter à l’aide de ses instruments.
Au cours de ses survols rapprochés, Juno a capturé des données Doppler de haute précision, qui mesuraient la gravité d’Io en suivant la manière dont le fait de se rapprocher de la Lune affectait l’accélération du vaisseau spatial. Les données ont été comparées aux observations de missions précédentes ayant survolé Jupiter et ses lunes, telles que le vaisseau spatial Galileo de la NASA, ainsi qu’avec des télescopes au sol.
Ensemble, les observations indiquent un intérieur rigide, principalement solide, sous la surface d’Io, plutôt qu’un océan de magma global, résolvant ainsi un mystère de 45 ans commencé par les observations de Voyager 1. Au lieu de cela, les volcans sont alimentés par des sources plus locales et chacun possède sa propre poche de magma en dessous.
“La découverte de Juno selon laquelle les forces de marée ne créent pas toujours des océans de magma mondiaux fait plus que nous inciter à repenser ce que nous savons de l’intérieur d’Io”, a déclaré l’auteur principal de l’étude, Ryan Park, co-chercheur de Juno et superviseur du groupe de dynamique du système solaire au JPL. , dans un communiqué. “Cela a des implications sur notre compréhension d’autres lunes, comme celle de Saturne. Encelade et Europe, et même des exoplanètes et des super-Terres. Nos nouvelles découvertes offrent l’opportunité de repenser ce que nous savons sur la formation et l’évolution planétaires.
La mission a également permis de capturer une série d’images qui mettent en valeur la « surface terrestre fantastique primordiale » d’Io, a déclaré Heidi Becker, planétologue au JPL qui n’a pas participé à l’étude. Les images mettent en évidence différentes caractéristiques d’Io comme jamais auparavant, y compris des îles repérées sur d’immenses lacs de lave, comme celle appelée Loki Patera, qui est si grande que les astronomes la comparent davantage à une mer de lave située à la surface d’Io.
Le vaisseau spatial Juno continue d’apporter de nouvelles informations sur Jupiter et ses lunes, après avoir récemment effectué un survol des sommets des nuages tourbillonnants de Jupiter le 24 novembre. Ensuite, Juno se balancera à 2 175 milles (3 500 kilomètres) au-dessus du centre de Jupiter le 27 décembre, enregistrant 645,7 millions milles (1,04 milliards de kilomètres) depuis le début de ses recherches sur Jupiter il y a huit ans.
