Lebih Tajam Dari Sebelumnya – Permukaan Vulkanik Io Terungkap oleh Teknologi Teleskop Baru

Para astronom telah menangkap peristiwa vulkanik Jupiterbulan Io dengan resolusi yang belum pernah dicapai sebelumnya dengan observasi berbasis Bumi, sehingga meningkatkan pemahaman kita tentang proses vulkanik di tata surya.

Gambar baru Io, bulan yang dipenuhi gunung berapi di Jupiter, yang diambil oleh Teleskop Binokuler Besar di Gunung Graham di Arizona, menawarkan resolusi Io tertinggi yang pernah dicapai dengan instrumen berbasis Bumi. Pengamatan ini dimungkinkan oleh instrumen pencitraan optik kontras tinggi baru, yang disebut SHARK-VIS, dan sistem optik adaptif teleskop, yang mengkompensasi keburaman yang disebabkan oleh turbulensi atmosfer.

Detail yang Belum Pernah Ada Sebelumnya Terungkap

Gambar-gambarnya, untuk dipublikasikan di jurnal Surat Penelitian Geofisika, mengungkap fitur permukaan sekecil 50 mil, sebuah resolusi spasial yang hingga saat ini hanya dapat dicapai dengan pesawat ruang angkasa yang dikirim ke Jupiter. Ini setara dengan mengambil gambar objek berukuran sepeser pun dari jarak 100 mil, menurut tim peneliti.

SHARK-VIS memungkinkan para peneliti untuk mengidentifikasi peristiwa pelapisan ulang besar-besaran di sekitar Pele, salah satu gunung berapi paling terkenal di Io. Menurut penulis pertama makalah tersebut, Al Conrad, letusan di Io, gunung berapi paling aktif di tata surya, jauh lebih kecil dibandingkan letusan di Bumi.

Wawasan Vulkanik Dari Io

“Oleh karena itu, Io memberikan kesempatan unik untuk mempelajari tentang letusan dahsyat yang membantu membentuk permukaan bumi dan bulan di masa lalu,” kata Conrad, staf ilmuwan di Large Binocular Telescope Observatory. Teleskop Binokuler Besar, atau LBT, adalah bagian dari Observatorium Internasional Mount Graham, sebuah divisi dari Observatorium Steward Universitas Arizona.

Conrad menambahkan, penelitian seperti ini akan membantu para peneliti memahami mengapa beberapa dunia di tata surya bersifat vulkanik, sementara yang lain tidak. Mereka mungkin suatu hari nanti bisa menjelaskan dunia vulkanik di dalamnya planet ekstrasurya sistem di sekitar bintang terdekat.

Dinamika Gravitasi dan Vulkanisme

Sedikit lebih besar dari bulan Bumi, Io adalah bulan terdalam dari Galilea Jupiter, selain Io termasuk Europa, Ganymede dan Callisto. Terperangkap dalam “tarik tarik menarik” gravitasi antara Yupiter, Europa, dan Ganymede, Io terus-menerus terjepit, menyebabkan penumpukan panas akibat gesekan di bagian dalamnya – diyakini sebagai penyebab aktivitas vulkaniknya yang terus-menerus dan meluas.

Dengan memantau letusan di permukaan Io, para ilmuwan berharap mendapatkan wawasan tentang pergerakan material di bawah permukaan bulan yang didorong oleh panas, struktur internalnya, dan pada akhirnya, mekanisme pemanasan pasang surut yang bertanggung jawab atas aktivitas vulkanisme yang intens di Io.

Penampang kerak Io yang menggambarkan pemahaman para ilmuwan saat ini mengenai proses geologi dan kimia yang membentuk permukaan dan menghasilkan atmosfer bulan. Di sebelah kiri terdapat bongkahan dan cincin belerang merah yang mirip dengan yang dihasilkan danau lava Pele. Patahan di litosfer yang sebagian besar dingin bertindak sebagai jalur bagi magma silikat kaya sulfur untuk mencapai permukaan. Bagian dalam Io memanas akibat gesekan akibat tarikan gravitasi Jupiter dan dua bulannya, Europa dan Ganymede, yang menghasilkan magma cair. Kredit: de Pater dkk., 2021, Ulasan Tahunan, berdasarkan karakter Doug Beckner, James Tuttle Keane, Ashley Davies

Konteks Sejarah dan Penemuan Terkini

Aktivitas vulkanik Io pertama kali ditemukan pada tahun 1979, ketika Linda Morabito, seorang insinyur di NASAMisi Voyager melihat letusan tersebut dalam salah satu gambar yang diambil oleh pesawat ruang angkasa selama “Grand Tour” yang terkenal di planet luar. Sejak itu, pengamatan yang tak terhitung jumlahnya telah dilakukan untuk mendokumentasikan sifat gelisah Io, baik dari teleskop luar angkasa maupun teleskop berbasis Bumi.

Rekan penulis studi Ashley Davies, ilmuwan utama di Jet Propulsion Laboratory NASA (JPL), mengatakan gambar baru yang diambil oleh SHARK-VIS sangat kaya akan detail sehingga memungkinkan tim untuk mengidentifikasi peristiwa pelapisan ulang besar-besaran di mana gumpalan mengendap di sekitar gunung berapi terkenal yang dikenal sebagai Pele, yang terletak di belahan bumi selatan Io dekat dengan garis khatulistiwa. , ditutupi oleh endapan letusan dari Pillan Patera, gunung berapi di dekatnya. Urutan letusan serupa juga diamati oleh pesawat ruang angkasa Galileo milik NASA, yang menjelajahi sistem Jupiter antara tahun 1995 dan 2003.

Kemajuan Teknologi dalam Pengamatan Berbasis Bumi

“Kami menafsirkan perubahan tersebut sebagai endapan lava gelap dan endapan sulfur dioksida putih yang berasal dari letusan di Pillan Patera, yang sebagian menutupi endapan bulu merah kaya sulfur di Pele,” kata Davies. “Sebelum SHARK-VIS, peristiwa permukaan seperti itu tidak mungkin diamati dari Bumi.”

Meskipun gambar teleskop dalam inframerah dapat mendeteksi titik panas yang disebabkan oleh letusan gunung berapi yang sedang berlangsung, gambar tersebut tidak cukup tajam untuk mengungkapkan detail permukaan dan dengan jelas mengidentifikasi lokasi letusan, jelas rekan penulis Imke de Pater, profesor astronomi emerita di Universitas Kalifornia–Berkeley.

“Gambar yang lebih tajam pada panjang gelombang tampak seperti yang disediakan oleh SHARK-VIS dan LBT sangat penting untuk mengidentifikasi lokasi letusan dan perubahan permukaan yang tidak dapat dideteksi dalam inframerah, seperti endapan bulu baru,” kata de Pater, seraya menambahkan bahwa pengamatan cahaya tampak memberikan para peneliti dengan konteks penting untuk interpretasi observasi inframerah, termasuk observasi dari pesawat ruang angkasa seperti Juno, yang saat ini mengorbit Jupiter.

Kemajuan Teknologi dalam Astronomi Observasional

SHARK-VIS dibangun oleh Institut Astrofisika Nasional Italia di Observatorium Astronomi Roma dan dikelola oleh tim yang dipimpin oleh peneliti utama Fernando Pedichini, dibantu oleh manajer proyek Roberto Piazzesi. Pada tahun 2023, teleskop dipasang, bersama dengan instrumen inframerah dekat pelengkap SHARK-NIR, di LBT untuk sepenuhnya memanfaatkan sistem optik adaptif teleskop yang luar biasa. Instrumen ini memiliki kamera dengan noise sangat rendah dan cepat yang memungkinkannya mengamati langit dalam mode “pencitraan cepat”, menangkap rekaman gerakan lambat yang membekukan distorsi optik yang disebabkan oleh turbulensi atmosfer, dan memproses data ke tingkat yang belum pernah terjadi sebelumnya. ketajaman.

Gianluca Li Causi, manajer pemrosesan data SHARK-VIS di Institut Astrofisika Nasional Italia, menjelaskan cara kerjanya: “Kami memproses data kami di komputer untuk menghilangkan jejak jejak elektronik sensor. Kami kemudian memilih frame terbaik dan menggabungkannya menggunakan paket perangkat lunak yang sangat efisien bernama Kraken, yang dikembangkan oleh rekan kami Douglas Hope dan Stuart Jefferies dari Georgia State University. Kraken memungkinkan kita menghilangkan efek atmosfer, memperlihatkan Io dengan ketajaman luar biasa.”

Prospek Masa Depan dalam Pengamatan Tata Surya

Ilmuwan instrumen SHARK-VIS Simone Antoniucci mengatakan dia mengantisipasi pengamatan baru akan dilakukan terhadap objek-objek di seluruh tata surya.

“Penglihatan tajam SHARK-VIS sangat cocok untuk mengamati permukaan banyak objek di tata surya, tidak hanya bulan dari planet raksasa tetapi juga asteroid,” ujarnya. “Kami telah mengamati beberapa di antaranya, dan datanya sedang dianalisis, dan berencana untuk mengamati lebih banyak lagi.”