จูโนตรวจสอบอุณหภูมิของดวงจันทร์ภูเขาไฟไอโอ
ปฏิบัติการจูโนของนาซาได้ทำการตรวจสอบอุณหภูมิใต้พื้นผิวของพิภพที่มีกิจกรรมภูเขาไฟคึกคักที่สุดในระบบสุริยะ เผยให้เห็นว่าความร้อนมาจากข้างใต้ ข้อมูลที่รวบรวมในระหว่างการบินผ่านระยะใกล้ 2 ครั้งยังแสดงว่าพื้นผิวเกือบทั้งหมดของพิภพนี้ราบเรียบอย่างน่าประหลาดใจและประกอบด้วยวัสดุสารที่มีความหนาแน่นต่ำมากๆ เผยแพร่ในวารสาร Geophysical Research: Planets การค้นพบได้ให้รากฐานในการสำรวจทั้งพิภพร้อนระอุและพิภพน้ำแข็ง
ไอไอ(Io) มีกิจกรรมภูเขาไฟที่รุนแรงสุดขั้วซึ่งได้รับพลังจาก tidal heating เมื่อดวงจันทร์ถูกยืดและบีบอย่างคงที่โดยแรงโน้มถ่วงมหาศาลของดาวพฤหัสฯ เมื่อมันเดินทางในวงโคจรที่รีเล็กน้อย พื้นผิวไอโอป่องและหดได้มากถึง 100 เมตร ซึ่งจะสร้างความร้อนภายในในปริมาณที่สูง กระทั่งบัดนี้ ทุกๆ อย่างที่เราได้รับรู้เกี่ยวกับความร้อนนี้ก็มาจากการสำรวจในช่วงอินฟราเรด ซึ่งรับรู้เพียงอุณหภูมิบนพื้นผิวเท่านั้น การค้นพบล่าสุดปรับมาจากข้อมูลที่รวบรวมโดยเครื่องมือเรดิโอมิเตอร์ไมโครเวฟ(MWR) ของจูโน(Juno)
Scott Bolton ผู้เขียนร่วมการศึกษาและผู้นำทีมปฏิบัติการจูโนที่สถาบันวิจัยเซาธ์เวสต์ ในซานอันโตนิโอ กล่าวว่า เรดิโอมิเตอร์ไมโครเวฟของจูโนนั้นตรวจสอบความร้อนที่เปล่งจากไอโอโดยตรง โดยมองลงไปข้างใต้พื้นผิว
ภาพพื้นที่ขั้วเหนือของดวงจันทร์ภูเขาไฟไอโอของดาวพฤหัสฯ โดยยานจูโนในระหว่างการบินผ่านครั้งที่ 57 เมื่อวันที่ 30 ธันวาคม 2023 ข้อมูลจากการบินผ่านครั้งนี้ และอีกครั้งในวันที่ 3 กุมภาพันธ์ 2024 กำลังช่วยนักวิทยาศาสตร์ให้เข้าใจสภาพภายในของไอโอ ภาพปก ยานจูโนสำรวจระบบดาวพฤหัสฯ
การค้นพบที่น่าประหลาดใจที่เราสามารถมองเห็นข้างใต้พื้นผิวดวงจันทร์หินได้ มีนัยสำคัญต่อการศึกษาภูเขาไฟบนโลก จูโนได้สอนเราว่าถ้าเรามองภูเขาไฟบนโลกด้วยเครื่องมือที่คล้าย MWR เราก็จะได้เห็นสัญญาณการไล่ระดับอุณหภูมิใต้พื้นผิว(subsurface temperature gradient) คล้ายๆ กันซึ่งจะให้ข้อมูลใหม่ๆ ว่าภูเขาไฟบนโลกเป็นอย่างไร
MWR ของจูโนถูกออกแบบโดย Bolton เพื่อเจาะทะลุลงไปใต้ยอดเมฆของดาวพฤหัสฯ เพื่อสำรวจพลวัตและองค์ประกอบในชั้นบรรยากาศเบื้องลึกของดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์นี้ เสาสัญญาณไมโครเวฟทั้งหกของ MWR ทำหน้าที่เป็นเครื่องมือชิ้นเดียว โดยต่างก็ตรวจจับไมโครเวฟในช่วงความยาวคลื่นที่กว้างค่าหนึ่ง(1.3 ถึง 51 เซนติเมตร) โดยพร้อมเพรียงกัน ในระหว่างช่วงภาคต่อของปฏิบัติการ MWR มีโอกาสในการสำรวจดวงจันทร์กาลิเลโอ(Galilean moons) สามจากสี่ดวงคือ กานิมีด(Ganymede), ยูโรปา(Europa) และไอโอ
เทคนิคนี้มีความล้ำหน้าเมื่อแต่ละความยาวคลื่นก็สำรวจในความลึกที่ต่างกัน ได้ให้หนทางใหม่ในการตรวจสอบคุณสมบัติของชั้นบรรยากาศเบื้องลึกของดาวเคราะห์ยักษ์ และเปลือกใต้ผิวของดวงจันทร์หินและน้ำแข็งได้ Bolton กล่าว ที่กานิมีดและยูโรปา เราสำรวจใต้พื้นผิวลงไปหลายสิบกิโลเมตรภายใต้ข้อสันนิษฐานได้ว่าเปลือกน้ำแข็งของพวกมันเป็นน้ำที่เกือบบริสุทธิ์ แต่ความสามารถในการตรวจสอบหินภูเขาไฟบนไอโอนั้นเป็นการค้นพบที่คาดไม่ถึง
แผนที่แสดงข้อมูลที่ MWR บนจูโนรวบรวมได้ บ่งชี้ว่าความร้อนลอยขึ้นจากข้างใต้พื้นผิวไอโอ สีแสดงถึงการไล่ระดับอุณหภูมิทั่วดวงจันทร์โดยการเปล่งความร้อนเฉพาะจุดที่รุนแรงที่สุดเป็นสีแดง
ในระหว่างการบินผ่านในวันที่ 30 ธันวาคม 2023 และ 3 กุมภาพันธ์ 2024 จูโนบินเข้าไปในระยะทาง 1500 กิโลเมตรจากพื้นผิวดวงจันทร์ เครื่องมือตรวจสอบการเปล่งความร้อนจากไอโอที่ระดับความลึกตั้งแต่ไม่กี่เซนติเมตรจนถึงหลายสิบเมตร เครื่องมือบนทึกอุณหภูมิความสว่างที่เพิ่มขึ้นอย่างรุนแรงที่ความถี่ต่ำสุดซึ่งทะลุได้ลึกที่สุด รูปแบบเช่นนี้บ่งชี้ว่าวัสดุสารที่ร้อนกว่าอยู่ข้างใต้ชั้นใกล้พื้นผิวที่เย็นกว่า
ทุกๆ ที่ที่เราดู เราพบอุณหภูมิพุ่งขึ้นมากกว่า 4 องศาเพียงไม่กี่เมตรใต้พื้นผิว เป็นการไล่ระดับที่ชันเกินกว่าเพียงความร้อนจากดวงอาทิตย์ลำพังจะอธิบายได้ Shannon Brown ผู้เขียนนำรายงานจากห้องทดลองไอพ่นขับดัน(JPL) ของนาซา กล่าว
ทีมนึกถึงคำอธิบายที่เป็นไปได้ 2 อย่างคือ ความร้อนอาจจะลอยขึ้นมาอย่างคงที่ผ่านเปลือกที่พาความร้อน(conductive crust) ภายใต้ลำดับเหตุการณ์นี้ การไหลเวียนความร้อนเฉพาะที่ ควรเป็น 1 ถึง 3 วัตต์ต่อตารางเมตรซึ่งฟังดูไม่มาก แต่เมื่อเทียบทั้งดวงจันทร์แล้ว มันเปล่งพลังงานออกมามากกว่าการไหลเวียนความร้อนพื้นผิวโลกเฉลี่ยถึง 30 เท่า แบบที่สองเกี่ยวข้องกับการไหลของลาวาเมื่อไม่นานมานี้ ด้วยการไหลของลาวาที่กำลังเย็นตัวลงโดยมีเปลือกแข็งครอบอยู่ราว 9 หรือ 10 เมตรกินพื้นผิวไอโอราว 10%
ไอโอได้ให้หน้าต่างอันเป็นอัตลักษณ์ในการเรียนรู้ว่า tidal heating ทำงานอย่างไร ซึ่งมันเป็นกระบวนการพื้นฐานที่สร้างพลังงานและความร้อนให้กับพิภพที่อยู่ห่างไกลจากดาวฤกษ์แม่ของพวกมัน Bolton กล่าว กระบวนการนี้ไม่เพียงแต่สร้างวัตถุที่มีกิจกรรมภูเขาไฟรุนแรงที่สุดในระบบสุริยะ แต่ยังเติมเชื้อไฟให้กับมหาสมุทรใต้พื้นผิวบนดวงจันทร์ของดาวเคราะห์ยักษ์อย่าง ยูโรปา และกานิมีด
กราฟฟิคแสดงพื้นที่บนไอโอซึ่งเครื่องมือ Microwave Radiometer บนจูโนตรวจสอบในระหว่างการบินผ่านสองครั้ง
การบินผ่านยังเผยให้เห็นคุณสมบัติของวัสดุสารบนพื้นผิวที่ไม่ปกติด้วย เป็นที่ทราบกันว่าไอโอมีภูเขาที่สูงกว่า 10 กิโลเมตร แต่พื้นที่เกือบทั้งหมดจากสภาพภูมิประเทศพิเศษนั้น กลับสะท้อนไมโครเวฟราวกับเป็นพื้นผิวราบเรียบ พื้นที่ราบเรียบบางส่วนยังแผ่กว้างไปถึง 100 กิโลเมตรหรือไกลกว่านั้น
จูโนยังสำรวจพื้นที่กำลังซ้อนทับกันอยู่จากมุมที่แตกต่างกัน รูปแบบการสะท้อนที่เปลี่ยนไปช่วยให้ทีมได้แยกแยะระหว่างพื้นผิวขรุขระ ซึ่งกระเจิงไมโครเวฟได้กว้างกว่า กับพื้นผิวที่เรียบซึ่งสะท้อนในทิศทางใดทิศทางหนึ่งมากกว่า ผลที่ได้บอกถึงทิศทางที่จำเพาะ คล้ายกับที่แสงอาทิตย์สะท้อนจากมหาสมุทรหรือพื้นผิวที่ขัดเรียบในมุมค่าหนึ่ง
ไกลจากภูเขาสูง พื้นผิวก็ดูคล้ายกับที่ราบใหญ่ของทวีปอเมริกาเหนือ Brown กล่าว และแม้ว่าไอโอจะเป็นวัตถุหิน วัสดุสารบนพื้นผิวก็มีความหนาแน่นที่ต่ำมาก ซึ่งดูคล้ายกับหินพัมมิซ(pumice) หรือเถ้าภูเขาไฟที่เป็นปุย มากกว่าเป็นหินแข็ง ช่วงความหนาแน่นที่พบระหว่าง 0.7 ถึง 1.1 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร สอดคล้องกับเถ้าภูเขาไฟที่มีรูพรุน โดยชั้นส่วนบนอาจจะทับอยู่บนวัสดุสารที่หนาแน่นกว่าต่ำลงไปหลายเมตร
แหล่งข่าว jpl.nasa.gov : NASA’s Juno takes temperature of Jupiter’s fiery moon Io
thebrighterside.news : Jupiter’s volcanic moon, Io, hides intense heat beneath its porous crust
iflscience.com : NASA’s Juno probe has seen inside the solar system’s most volcanic world, and it’s pretty hellish in there
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2026 Blockdit
