Nuove immagini radio dall'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) mostrano per la prima volta l'effetto diretto dell'attività vulcanica sull'atmosfera della luna di Giove Io.

Io è la luna più vulcanicamente attiva del nostro sistema solare. Ospita più di 400 vulcani attivi, emettendo gas sulfurei che conferiscono a Io i suoi colori giallo-bianco-arancio-rosso quando si congelano sulla sua superficie.

Sebbene sia estremamente sottile, circa un miliardo di volte più sottile dell'atmosfera terrestre, Io ha un'atmosfera che può insegnarci l'attività vulcanica di Io e fornirci una finestra sull'interno della luna esotica e su ciò che sta accadendo sotto la sua crosta colorata.

Precedenti ricerche hanno dimostrato che l'atmosfera di Io è dominata dal gas anidride solforosa, in ultima analisi, provenienti dall'attività vulcanica. "Però, non è noto quale processo guidi la dinamica nell'atmosfera di Io, " ha detto Imke de Pater dell'Università della California, Berkeley. "È attività vulcanica, o gas che è sublimato (passato dallo stato solido a quello gassoso) dalla superficie ghiacciata quando Io è alla luce del sole?"

Per distinguere tra i diversi processi che danno origine all'atmosfera di Io, un team di astronomi ha utilizzato ALMA per scattare istantanee della luna quando è passata dentro e fuori l'ombra di Giove (lo chiamano "eclissi").

"Quando Io passa nell'ombra di Giove, ed è al riparo dalla luce diretta del sole, fa troppo freddo per l'anidride solforosa, e si condensa sulla superficie di Io. Durante quel periodo possiamo vedere solo anidride solforosa di origine vulcanica. Possiamo quindi vedere esattamente quanta parte dell'atmosfera è influenzata dall'attività vulcanica, " ha spiegato Statia Luszcz-Cook della Columbia University, New York.

Grazie alla squisita risoluzione e sensibilità di ALMA, gli astronomi potrebbero, per la prima volta, vedere chiaramente i pennacchi di anidride solforosa (SO2) e monossido di zolfo (SO) salire dai vulcani. Sulla base delle istantanee, hanno calcolato che i vulcani attivi producono direttamente il 30-50 percento dell'atmosfera di Io.

Le immagini di ALMA hanno mostrato anche un terzo gas che esce dai vulcani:il cloruro di potassio (KCl). "Vediamo KCl nelle regioni vulcaniche dove non vediamo SO2 o SO, " ha detto Luszcz-Cook. "Questa è una prova evidente che i serbatoi di magma sono diversi sotto diversi vulcani".

Io è vulcanicamente attivo a causa di un processo chiamato riscaldamento delle maree. Io orbita attorno a Giove in un'orbita non del tutto circolare e, come se la nostra Luna guardasse sempre dallo stesso lato della Terra, così lo stesso lato di Io è sempre rivolto verso Giove. L'attrazione gravitazionale delle altre lune di Giove, Europa e Ganimede, provoca enormi quantità di attrito interno e calore, dando origine a vulcani come Loki Patera, che si estende per più di 200 chilometri (124 miglia). "Studiando l'atmosfera di Io e l'attività vulcanica impariamo di più non solo sui vulcani stessi, ma anche il processo di riscaldamento delle maree e l'interno di Io, " ha aggiunto Luszcz-Cook.

Una grande incognita rimane la temperatura nella bassa atmosfera di Io. Nelle ricerche future, gli astronomi sperano di misurarlo con ALMA. "Per misurare la temperatura dell'atmosfera di Io, dobbiamo ottenere una risoluzione maggiore nelle nostre osservazioni, che richiede che osserviamo la luna per un periodo di tempo più lungo. Possiamo farlo solo quando Io è alla luce del sole poiché non trascorre molto tempo in eclissi, " disse de Pater. "Durante tale osservazione, Io ruoterà di decine di gradi. Avremo bisogno di applicare un software che ci aiuti a creare immagini non macchiate. Lo abbiamo fatto in precedenza con immagini radio di Giove realizzate con ALMA e il Very Large Array (VLA)."