Ricercatori Monitorano da Terra L'Incredibile Attività Vulcanica di Io
Se l'intenzione è quella di monitorare le eruzioni vulcaniche più grandi e violenti dell'intero Sistema Solare, è comprensibile che gli scienziati vogliano farlo da una distanza di sicurezza, ma un gruppo di ricercatori ha trovato un modo di farlo proprio dal comfort della propria casa. Usando un'ingegnosa combinazione di telescopi terrestri e dati di vari archivi, sono riusciti a raccogliere 40 distinti scatti di eruzioni vulcaniche ad altissima temperatura. Sono riusciti anche a fotografare dettagli della superficie che hanno solo 100 km in diametro! Può non sembrare molto, ma se pensiamo che si parla di una piccola luna intorno a Giove, osservata dalla superficie della Terra, è strepitoso come risultato.
Io, la più interna e piccola delle 4 lune galileane di Giove, è praticamente un gigantesco "parco giochi geologico" visto che si tratta del posto più attivo geologicamente del Sistema Solare, e che sicuramente offre una finestra su tanti processi che sono stati parte della storia dell'evoluzione di tutti i pianeti terrestri ma i cui non ci sono quasi più traccia da noi. Le osservazioni più dettagliate di questo mondo ci sono arrivate grazie alle sonde Voyager ma sopratutto alla sonda Galileo che è volata anche vicino alla superficie e ha fotografato dettagli dei vulcani, le eruzioni e le spettacolare caldere di lava.
Ma la missione Galileo si è conclusa nel 2003 e attualmente non c'è nessuna missione in programma per studiare Io o Giove, e le prime che potrebbero partire sarebbero negli anni '30.
Quello che si sta cercando di fare è evitare un buco gigantesco nel periodo di studio e monitoraggio di questo mondo. E per questo è nato un team di scienziati, guidato da Frank Marchis, del Carl Sagan Center, del SETI. Marchis ha da poco presentato i risultati ottenuti dal monitoraggio di Io e della sua attività fatto con telescopi terrestri e indagini varie sparse per tutto il passato decennio.
L'eruzione dei vulcani su Io non può essere monitorata direttamente da telescopi classici sulla Terra visto quanto Io è piccolo (solo 3.600 km in diametro). Ha più o meno la grandezza della nostra Luna ma è 630 milioni di km da noi (cioè 4.2 volte la distanza che separa la Terra dal Sole). Data la piccola dimensione apparente di Io, le osservazioni dei dettagli della superficie sono sempre state portate avanti con telescopi in orbita al massimo, perché erano oltre le capacità degli osservatori terrestri.
Tuttavia, negli ultimi anni, sono emersi non solo alcuni nuovi osservatori giganteschi, con specchi da 8 a 10 metri in diametro, ma anche tutta una serie di nuove tecniche avanzatissime per correggere gli effetti di distorsione causati dall'atmosfera terrestre. Queste che vengono chiamate "ottiche adattive" hanno permesso di fare un salto di qualità senza precedenti per il mondo degli osservatori terrestri e hanno fornito immagini con una risoluzione molto vicina al limite di diffrazione per questi telescopi!
I primi esperimenti con queste nuove tecniche risalgono in realtà già al 2001 e da allora gli scienziati si sono messi al lavoro su cercare di tenere d'occhio mondi lontani come Io.
"Sin dalle nostre prime osservazioni di Io, fatte nel 2001 con il telescopio Keck II, da 10 metri, e con le sue ottiche adattive, il nostro gruppo è sempre stato molto entusiasta ed eccitato dalle possibilità offerte da questa tecnologia. Abbiamo iniziato poi ad usare ottiche adattive anche al Very Large Telescope, in Cile, e al Gemini North, alle Hawaii. Questa tecnologia poi è migliorata molto negli anni e la qualità delle immagini e l'utilità di questi complessi strumenti è diventata una parte integrante dei telescopi giganti." ha spiegato Marchis.
Immagine: 31,34 KBVarie eruzioni viste negli ultimi anni di osservazioni fatte con osservatori da terra. Credit: F. Marchis/SETI
Dal 2003 in avanti, usando i propri dati d'archivio e programmi di osservazione, gli scienziati guidati da Marchis hanno raccolto circa 40 diverse "epoche di osservazione" di Io visto nel vicino-infrarosso. Queste immagini mostrano anche dettagli di solo 100 km in diametro! Le loro osservazioni hanno permesso di notare anche giovani ed energetiche eruzioni chiamate "outburst" che somigliano più ad esplosioni improvvise, viste dalla Terra. Queste sono più facilmente rilevabili visto che hanno un'immensa emissione termica nelle lunghezze d'onda più corte, il che implica una temperatura d'eruzione molto alta. Il team ha anche osservato il risveglio del vulcano Tvashtar proprio mentre nelle vicinanze ci stava passando la sonda New Horizons (diretta verso Plutone).
Da una serie di osservazioni diverse portate avanti da tre grandi telescopi, i ricercatori sono per esempio riusciti a capire che l'eruzione è durata dall'Aprile 2006 al Settembre 2007. Osservazioni più vecchie fatte dalla sonda Galileo e dall'Osservatorio Keck, avevano mostrato che questo vulcano era attivo in maniera simile anche nel 1999, quando è durato per 15 mesi circa.
In maniera simile, anche Pillan, un'altra eruzione molto energetica rilevata da Galileo tra il 1996 ed il 1999, è stata nuovamente vista attiva nell'Agosto 2007 grazie all'Osservatorio Keck.
"La periodicità di queste eruzioni vulcaniche indica che c'è un regolare rifornimento della camera magmatica sotto" ha spiegato Ashley Davies, vulcanologa del JPL e membro del team. "Questo ci permetterà di creare un modello dei processi di eruzioni e e capire come il calore viene rimosso dall'interno di Io tramite questo particolare stile di attività vulcanica."
Animazione che mostra l'eruzione del vulcano Tvashtar vista dalla sonda New Horizons. L'eruzione ha lanciato nello spazio un pennacchio vulcanico di 330 km di altitudine. Credit: NASA
Altre 4 ulteriori giovani eruzioni sono state rilevate durante quest'indagine. Tra queste c'è anche quella di un vulcano estremamente attivo che si trova ad una regione che non aveva mai mostrato particolare attività in passato, ma che nel Maggio 2004 aveva rilasciato quantità impressionati di energia. Questa nuova esplosione ha avuto un output energetico che era il 10% dell'output termico di Io, quindi era persino molto più energetica come eruzione rispetto a quella del vulcano Tvasthar nel 2001, il che implica una spettacolare fontana di lava che sarà arrivata probabilmente a centinaia di km di altezza. E' interessante però che in tutta la fase di osservazione del decennio scorso, il team non ha mai osservato mega-esplosioni, cioè quelle che riescono ad arrivare a livelli decine di volte più alti di questi normali, e sono simili per esempio a quella del 2001, del vulcano Surt, che era la più energetica esplosione vulcanica mai osservata nel nostro Sistema Solare. Il team ha concluso che queste mostruose mega-esplosioni vulcaniche avvengono solo in casi estremamente rari e durano al massimo pochi giorni.
Il team ha poi unito le forze con tanti altri gruppi di ricercatori e sta continuando a monitorare l'attività vulcanica di Io. Hanno notato, per esempio, che dal Settembre 2010, l'attività vulcanica di Io si è placcata ed è globalmente quiescente. Ci sono state una dozzina di eruzioni a bassa temperatura che sono un po' permanenti e rappresentano un po' l'attività effusiva, ma recenti osservazioni hanno rivelato l'assenza di giovani ed esplosive eruzioni. L'ultima è stata la Loki Patera, il 24 Luglio 2009
Immagine: 39,87 KBImmagini recenti della luna Io, che sta passando un periodo di bassa attività. Noterete che non ci sono segni di grandi esplosioni luminose come prima. Credit: F. Marchis/SETI
"Le navicelle usate hanno solo monitorato per Io per momenti corti. Voyager per pochi mesi, Galileo per pochi anni e New Horizons per pochi giorni. Le osservazioni da terra invece hanno continuato a tenere d'occhio i vulcani di Io per tempi molto lunghi. Più telescopi osservano Io, migliore sarà la copertura temporale che avremmo." ha spiegato Julie Rathbun, della Redlands University. "Le osservazioni con telescopi nella classe da 8 a 10 metri, muniti di ottiche adattive, offrono un miglioramento radicale nella risoluzione spaziale, rispetto alle precedenti osservazioni terrestri. Presto sarà non solo il nostro unico modo per monitorare i vulcani di Io, ma sarà il modo migliore per farlo. Dovremmo fare questo tipo di osservazioni più spesso."
Continuare a monitorare l'attività vulcanica di Io permetterà di avere uno migliore comprensione di come questa cambia nel tempo. Sarà possibile quindi avere un contesto di base molto più definito per comprendere osservazioni più dettagliate e particolari che una sonda dedicata potrà in futuro ottenere. Quando per esempio la missione JUICE della ESA arriverà intorno a Giove (con destinazione Ganimede), oppure se ci sarà in futuro una missione diversa dedicata alle lune gioviane o persino ad Io. Ma fino ad allora, il compito spetta ai telescopi terrestri.
"Il prossimo grande salto in avanti nel campo dell'astronomia planetaria è l'arrivo dei telescopi giganteschi segmentati, come il TMT (Thirty Meter Telescope), che avrà uno specchio da 30 metri e sarà disponibile dal 2021. Questo telescopio, con le ottiche adattive, permetterà di raggiungere una risoluzione spaziale di soli 35 km in diametro nel vicino-infrarosso, questo è equivalente alla risoluzione spaziale raggiunta dalla sonda Galileo! Quando saranno puntati verso Io, questi giganteschi telescopi riusciranno ad ottenere immagini equivalenti a quelle di una sonda che ci passa vicino." ha spiegato Marchis.
http://www.seti.org/node/1457link2universe
e veramente incredibile che con le nuove tecniche si possa monitorare in un modo cosi'definito il satellite io,certo la spesa e' minore,come suppongo sia alquanto difficile cmq notare certe sfumature che la sonda galileo ci aveva fatto notare.......