Dernières nouvelles de Io, la lune de Jupiter // Latest news of Io, Jupiter’s moon

 CNN a publié un article très intéressant sur les dernières observations d’Io, la lune volcanique de Jupiter. Cette lune a été nommée ainsi en référence à une mortelle transformée en vache lors d’un combat entre Zeus et Hera dans la mythologie grecque
Plus de 400 volcans ornent la surface de Io, en faisant le monde volcanique le plus actif de notre système solaire. Certains de ces volcans sont si puissants que leurs éruptions peuvent être vues à l’aide de grands télescopes sur Terre.
De nouvelles images recueillies par un réseau de télescopes ALMA (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array) au Chili ont permis de voir pour la première fois l’effet direct de cette activité volcanique sur la mince atmosphère de la lune. Une étude incluant ces données devrait être publiée prochainement  dans le Planetary Science Journal.
Les images capturées le réseau de télescopes offrent une nouvelle perspective sur la lune et sa palette de couleurs, avec du jaune, du blanc, de l’orange et du rouge. Ces couleurs sont dues aux gaz sulfureux émis par les nombreux volcans, et qui gèlent lorsqu’ils rencontrent les températures froides de la surface.

Une lune couverte de volcans pourrait faire penser que Io est un corps céleste chaud, mais il n’en est rien ; la surface d’Io est  froide en permanence, avec une température d’environ moins 145°C (- 230°F).
L’atmosphère d’Io est si ténue qu’elle est environ un milliard de fois plus mince que celle de la Terre. Des observations et études antérieures de la lune ont révélé que cette atmosphère est en grande partie composée de dioxyde de soufre (SO2).
Cependant, on ne sait pas quel processus entraîne la dynamique dans l’atmosphère d’Io. Il se peut qu’il s’agisse d’une activité volcanique ou d’un gaz qui se sublime au contact de la surface glacée lorsque Io est au soleil. Les chercheurs ont utilisé ALMA pour capturer des images de la lune alors qu’elle se déplaçait dans et hors de l’ombre de Jupiter afin de mieux comprendre son atmosphère. Lorsque Io passe dans l’ombre de Jupiter et qu’elle n’est pas exposée directement à la lumière du soleil, le SO2 condense à la surface de Io. Pendant ce temps, on ne peut voir que du SO2 d’origine volcanique. On peut donc mesurer exactement quelle proportion de l’atmosphère est affectée par l’activité volcanique. Par la suite, dès que Io reçoit le lumière du soleil, la température augmente, son atmosphère se reforme en 10 minutes environ, plus vite que l’avaient prédit les modèles précédents. Cependant, les dernières données montrent que tout le SO2 ne gèle pas pendant les périodes de baisse de température quand Io se trouve dans l’ombre de Jupiter. En fait, ALMA a pu détecter les émissions de SO2 en provenance de ce que les chercheurs appellent des « volcans furtifs », qui n’émettent pas de gaz ou de particules détectables, mais qui émettent leur gaz dans une atmosphère suffisamment chaude pour éviter leur condensation et le gel.
Les scientifiques sont désormais en mesure d’expliquer le déroulement de ces processus chauds. L’attraction de Jupiter, Ganymède et Europa chauffe l’intérieur d’Io, ce qui donne naissance à des volcans qui émettent du dioxyde de soufre sous forme de gaz. Finalement, le gaz se condense et gèle pour former une épaisse couche de glace à la surface d’Io. Cette couche est recouverte de poussière volcanique, ce qui fait apparaître les couleurs caractéristiques de la lune.
Les images ALMA ont révélé des panaches distincts de SO et de SO2 émis par les volcans, et contribuant pour 30% à 50% à l’atmosphère de la lune. Les scientifiques ont également détecté du chlorure de potassium gazeux (KCl), un composant observé dans le magma des volcans. Les chercheurs pensent que cela montre qu’il existe des réservoirs de magma diffèrents entre les volcans.
Io est à peine plus grande que notre Lune, mais elle est très différente. De plus, son environnement ne ressemble à rien de ce que l’on trouve sur Terre. À côté des volcans, la surface d’Io est également recouverte de lacs de lave silicatée en fusion. Avec un tel paysage, les scientifiques affirment qu’il serait totalement impossible d’y vivre.
Io est coincée entre la puissante gravité de Jupiter et le tiraillement des orbites des autres lunes comme Europa et Ganymède, ce qui participe à l’activité sur Io. Certains volcans sont imposants, comme Loki Patera, qui mesure 200 kilomètres de diamètre. La lune est sur une orbite verrouillée autour de Jupiter, ce qui signifie que c’est toujours la même face de la lune qui est orientée vers la planète.
Les images ALMA ont révélé que l’atmosphère d’Io devient incroyablement instable lorsqu’elle traverse l’ombre de Jupiter. Cela se produit toutes les 42 heures pendant l’orbite d’Io autour de sa voisine.
Les observations et études futures permettront aux chercheurs de déterminer la température de la basse atmosphère d’Io, qui reste inconnue pour le moment.
Source: CNN.

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CNN has released a very interesting article about the latest observations of IO, Jupiter’s volcanic moon. The moon was named with reference to a mortal woman who is transformed into a cow during a fight between Zeus and Hera in Greek mythology

Io is covered by more than 400 active volcanoes, and it is the most volcanically active world in our solar system. Some of Io’s volcanoes are so powerful that their eruptions can be seen using large telescopes on Earth.

New images collected by an array of telescopes on Earth have observed for the first time the direct effect of this volcanic activity on the moon’s thin atmosphere. A study including this data is expected to be published in the Planetary Science Journal.

The images captured by ALMA, or the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array of telescopes in Chile, provide a new perspective on the moon and its colour palette of yellow, white, orange and red. These colours are due to the sulphurous gases spewing from the moon’s many volcanoes that freeze when they meet the cold temperatures of the icy surface.

Although the idea of a moon covered in volcanoes suggests Io would be a hot celestial body, Io’s surface is always cold at about – 145°c (- 230°F)..

Io’s atmosphere is so faint that it is about a billion times thinner than Earth’s. Previous observations and studies of the moon revealed that this atmosphere is largely comprised of sulphur dioxide gas (SO2).

However, it is not known which process drives the dynamics in Io’s atmosphere. It might be volcanic activity, or gas that has sublimated from the icy surface when Io is in sunlight. Researchers used ALMA to capture images of the moon as it moved into and out of Jupiter’s shadow to understand more about the moon’s atmosphere. When Io passes into Jupiter’s shadow, and is out of direct sunlight, it is too cold for SO2, and it condenses onto Io’s surface. During that time one can only see volcanically-sourced SO2. One can therefore see exactly how much of the atmosphere is impacted by volcanic activity. Then, as soon as Io gets into sunlight, the temperature increases, its atmosphere reforms in about 10 minutes’ time, faster than what models had predicted. However, the researchers’ data show that not all of the SO2 freezes during the temperature drop Io experiences while in Jupiter’s shadow. In fact, ALMA was able to detect global radio SO2 emissions from what the researchers call “stealth volcanoes”, which don’t emit smoke or detected particles, but release the gas into the atmosphere that is warm enough to keep from condensing and freezing.

Scientists are now able to explain these hot processes unfold. The tug of Jupiter, Ganymede and Europa heat the interior of Io, which creates volcanoes that release hot sulphur dioxide gas. Eventually, the gas condenses and freezes in a thick layer of SO2 ice on Io’s surface. That layer is covered over by volcanic dust, which creates Io’s signature colours.

The clarity of the ALMA images revealed distinct plumes of SO and SO2 coming from the volcanoes, contributing between 30% to 50% of the moon’s atmosphere. The scientists also saw potassium chloride gas (KCl), a common component of magma, emerging from the volcanoes. The researchers believe that this suggests that the magma reservoirs differ between volcanoes.

Io is only slightly larger than our moon, but it is very different. What’s more, its environment is unlike anything found on Earth. Beside the volcanoes, Io’s surface is also covered with lakes of molten silicate lava. With such a dramatic landscape, scientists say it would be totally impossible to live there.

Io is caught between Jupiter’s massive gravity and the tug of orbits from the planet’s other moons like Europa and Ganymede, which contributes to the activity on Io. Some of its volcanoes are massive, like Loki Patera, which is 200 kilometres across. The moon is in a tidally locked orbit around Jupiter, meaning that the same side of the moon always faces the planet.

The ALMA images revealed that Io’s atmosphere becomes incredibly unstable when it passes through Jupiter’s massive shadow. This occurs every 42 hours during Io’s orbit around its neighbour.

Future observations and studies will allow researchers to determine the temperature of Io’s lower atmosphere, which remains unknown for now.

Source: CNN.

Les images ALMA d’Io montrent pour la première fois des panaches de dioxyde de soufre (en jaune) s’élevant des volcans. Jupiter est visible en arrière-plan (image de la sonde Cassini). [Source : ALMA, NASA, Space Science Institute]

Une éruption sur Io dans les prochains jours ? // An eruption on Io in the coming days ?

Io, la lune de Jupiter, est un univers de volcans actifs. Loki Patera est le plus grand d’entre eux. Il présente une vaste dépression d’un diamètre de 202 km dans laquelle se trouve un lac de lave actif probablement relié à un réservoir magmatique situé en dessous. On pense que le lac de lave est recouvert d’une fine croûte solidifiée. Les scientifiques qui observent Io à travers les télescopes pensent que cette croûte se rompt de temps en temps, ce qui provoque une tache de lumière.

Les éruptions du Loki sont si régulières qu’une astronome du Planetary Science Institute à Tucson (Arizona) en a prédit une pour la mi-septembre 2019. Si le volcan entre effectivement en éruption, les astronomes sur Terre pourront admirer, grâce à leurs télescopes, une lueur intense, ainsi que les nuages ​​toroïdaux de plasma qui encercleront Jupiter.
Après plus de 20 ans d’observations, la scientifique du Planetary Science Institute a déclaré que l’apparition des taches de lumière sur le Loki était le signe qu’une éruption allait se produire. Un tel événement est observé environ tous les 475 jours. Elle vient de présenter ses travaux au Congrès européen des sciences planétaires de Genève.
Le Loki est le volcan le plus imposant et le plus actif sur Io. Il est si brillant dans l’infrarouge que les astronomes peuvent l’observer à l’aide de télescopes sur Terre. Si son cycle éruptif ne s’est pas modifié, le Loki devrait entrer en éruption en septembre 2019. La dernière éruption a été correctement prévue en mai 2018.
En janvier, des caméras embarquées à bord de la sonde Juno de la NASA ont pris de superbes photos d’un énorme panache volcanique alors qu’elles observaient la surface de Io.
Bien que la taille énorme du Loki ait un effet stabilisateur sur ses cycles, ce qui le rend plus prévisible que de nombreux volcans, la scientifique reste prudente. En effet, au début des années 2000, alors qu’un cycle de 540 jours avait été détecté, le comportement du Loki a changé et il n’a plus présenté d’activité périodique jusqu’en 2013. Elle explique aussi qu’il est difficile de prévoir les éruptions volcaniques. De nombreux facteurs doivent être pris en compte, notamment l’alimentation magmatique, la composition du magma et en particulier la présence de bulles dans le magma, le type de roche sur lequel repose le volcan, les fracturations, ainsi que de nombreux autres facteurs. Selon elle, les éruptions du Loki Patera peuvent être prévues car c’est un très gros volcan. En raison de sa taille, c’est la physique de base qui est dominante au moment des éruptions. Les modifications ce comportement qui affectent les volcans de petite taille sont moins visibles en ce qui concerne le Loki.
Source: EarthSky.

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Jupiter’s moon Io is a world of active volcanoes, and Loki Patera is the largest of these, a great depression in the moon’s surface some 202 km across. An active lava lake resides in this depression, and is thought to be directly connected to a magma reservoir below. The lake is likely covered over by a thin, solidified crust. Scientists peering through earthly telescopes have seen this area as continuously active. They think that the crust overlying the lake occasionally gives way, causing a brightness increase. In fact, Loki’s periodic eruptions are so regular that an astronomer of the Planetary Science Institute based in Tucson (Arizona) has predicted one for this month. Loki is expected to erupt again in mid-September 2019. If the volcano does erupt, Earth’s astronomers with their telescopes will be able to marvel as the celestial body brightens and its toroidal clouds of plasma encircle Jupiter.

Based on more than 20 years of lunar observations, the astronomer at Planetary Science Institute says Loki’s brightenings signal an on-schedule eruption that could be predicted approximately every 475 days. She presented her studies at the 2019 European Planetary Science Congress in Geneva.

Loki is the largest and most powerful volcano on Io, so bright in the infrared that astronomers can detect it using telescopes on the Earth. If its behaviour remains the same, Loki should erupt in September 2019. Scientists correctly predicted the last eruption in May 2018.

In January, cameras aboard NASA’s Juno spacecraft caught great photos of a massive volcanic plume as it shot material off Io’s surface.

Though Loki’s enormous size has a stabilizing effect on its cycles, making it more predictable than many volcanoes, the female scientist remains cautious. Indeed, in the early 2000s, once the 540-day pattern was detected, Loki’s behaviour changed and did not exhibit periodic behaviour again until about 2013. She explains that volcanoes are difficult to predict because they are complicated. Many things influence volcanic eruptions, including the rate of magma supply, the composition of the magma and particularly the presence of bubbles in the magma, the type of rock the volcano sits in, the fracture state of the rock, and many other issues. Loki Patera could be predictable because it is so large. Because of its size, basic physics are likely to dominate when it erupts, so the small complications that affect smaller volcanoes are likely to not affect Loki as much.

Source: EarthSky.

Vue du volcan Loki Patera sur Io. La structure en fer à cheval est un lac de lave. (Source : NASA)

Eruption à la surface de Io (Source: NASA)

 

Eruption volcanique sur Io // A volcanic eruption on Io

Les volcans actifs n’existent pas seulement sur Terre. Certains d’entre eux crachent de la lave ou de la glace dans l’espace et peuvent être beaucoup plus volumineux que ceux sur notre planète.
Lors de son 17ème survol de Jupiter, la sonde Juno de la NASA a pu photographier un panache éruptif à la surface de Io, la lune la plus active de la planète d’un point de vue géologique. Le cliché a été réalisé le 21 décembre 2018. Quatre instruments avaient été programmés pour étudier la surface de la lune, en particulier ses régions polaires. Le budget prévoyait une heure de travail et il se trouve qu’une éruption volcanique s’est produite pendant ce laps de temps.

La sonde Galileo de la NASA avait déjà détecté des traces d’activité volcanique sur Io il y a plus de 20 ans (voir photo ci-dessous), et c’est la première fois que Juno fait de semblables observations. Il s’agit d’un événement fortuit mais pas vraiment inattendu. En effet, Io est particulièrement active d’un point de vue volcanique. La surface et les parties internes de la lune sont soumises à l’influence gravitationnelle de Jupiter. Io a plus de 400 volcans actifs et une grande partie de sa surface est recouverte de lave.
La sonde Juno a pris la photo au moment où Io commençait à disparaître dans l’ombre de Jupiter. Bien que la photo soit assez floue, on peut discerner le panache brillant émis par l’éruption à la limite entre le jour et la nuit. Juno se trouvait à environ 300 000 kilomètres d’Io lorsque la photo a été prise.
Quelque 40 minutes plus tard, Io était totalement dans l’ombre de Jupiter. En plus du rayonnement intense de Io, la caméra à bord de Juno a détecté des traces d’activité de plusieurs autres volcans à la surface de Io, signalés par des points chauds sur une autre image (voir ci-dessous).
Grâce à ces données, les scientifiques peuvent étudier la manière dont les autres lunes de Jupiter influent sur l’activité à la surface de Io et comment l’activité volcanique sur Io peut être influencée par Jupiter lors d’une éclipse.
Source: NASA.

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Active volcanoes not only exist on Earth. Some of them spew lava or ice in space and may be much more voluminous.

While performing its 17th flyby of Jupiter, NASA’s Juno spacecraft witnessed a volcanic plume erupting from the surface of Io, the most geologically active moon of the planet. The flyby occurred on December 21st, 2018. Mission controllers had no less than four instruments honed in on Io in an effort to study the moon’s surface, especially its polar regions. An hour was budgeted for the survey, and it just so happened that a volcanic eruption occurred during this time.

NASA’s Galileo probe already captured evidence of volcanic activity on Io over 20 years ago, but this is the first time that Juno has done the same. It was a fortuitous but not unexpected event. Indeed, Io is the most geologically active object in the Solar System, with its surface and interior regions subject to Jupiter’s intense gravitational influence. Io has more than 400 active volcanoes and much of its surface is bathed in lava.

The photo captured by the JunoCam was taken just as Io was beginning to drift into Jupiter’s shadow. Although the snapshot is quite hazy, the bright plume can be discerned along the day-night boundary. Juno was around 300,000 kilometres from Io when the photo was taken.

Some 40 minutes later, Io was totally immersed in Jupiter’s shadow. In addition to detecting Io’s intense radiation signature, the Juno camera caught evidence of activity from several other volcanoes on Io’s surface, corresponding with hot spots on another image.

With this data, scientists can now investigate the possible ways in which Jupiter’s other large moons influence surface activity on Io, and how volcanic activity on Io may be influenced by its host planet during an eclipse.

Source : NASA.

L’éruption du 21 décembre 2018 photographiée par la sonde Juno

Anomalies thermiques à la surface de Io le 21 décembre 2018

 

Eruption photographiée par la sonde Galileo dans les années 1990

(Source: NASA)

Du Kilauea (Hawaii) à Io, la lune de Jupiter // From Kilauea Volcano (Hawaii) to Io, Jupiter’s moon

drapeau-francaisAu début du mois de décembre 2016, des scientifiques de l’USGS et de la NASA se sont rendus sur le Kilauea pour tester un système de caméra portable fonctionnant comme pyromètre d’imagerie optique. La caméra haute vitesse mise au point pour ce travail est capable d’acquérir plus de 50 images par seconde dans trois longueurs d’onde (verte, rouge et proche infrarouge). Elle a  été calibrée en recueillant les images d’un four d’étalonnage à haute température.
Au cours de leur travail sur le terrain, les scientifiques de l’USGS et de la NASA ont recueilli des milliers d’images de la lave émise par les deux éruptions du Kilauea : les sorties de lave le long de la coulée 61g, et les projections en bordure du lac de lave dans le cratère de l’Halema’uma’u.
La température de la lave du Kilauea est bien connue ; elle atteint environ 1 171°C au sommet et autour de 1 140°C sur l’East Rift Zone. De ce fait, le volcan est l’endroit idéal pour calibrer la caméra avec les températures fiables des coulées actives et du lac de lave.
Les résultats de cette étude permettront de valider une méthode générique de traitement des données applicable à d’autres ensembles de données de télédétection par satellite, avion et sur terre. Le but ultime de cette recherche financée par la NASA est de concevoir un instrument capable de mesurer de façon fiable la température de la lave active sur Io, la lune de Jupiter, le seul autre objet de notre système solaire connu pour avoir un volcanisme actif à haute température.
Source: USGS / HVO.

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drapeau-anglaisIn early December 2016, USGS and NASA scientists visited Kilauea Volcano to experiment with a portable, ground-based camera system for use as an optical imaging pyrometer. The custom-built, high-speed camera can acquire images at more than 50 frames per second in three wavelengths (green, red, and near-infrared). It was calibrated by collecting images of a high-temperature calibration oven.

During their field work, the USGS and NASA scientists collected thousands of images of active lava from Kilauea’s two ongoing eruptions. This included breakouts along the 61g lava flow, as well as spattering lava along the edges of the Halema’uma’u lava lake.

The eruption temperature of Kilauea lava is well-known—up to about 1,171°C degrees at the summit and around 1,140°C on the East Rift Zone. Because of this, the volcano is the perfect place to determine how these camera data can be used to retrieve reliable temperatures from the hottest parts of active flows and lava lakes.

The results of this study will establish the validity of a generic data processing method that could be applied to other satellite, airborne, and ground-based remote sensing data sets. The ultimate goal of this NASA-funded research is to design an instrument capable of reliably measuring the temperature of active lava on Jupiter’s moon, Io, the only other object in our solar system known to have active, high-temperature volcanism.

Source: USGS / HVO.

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Lac de lave et coulées permettront de calibrer la caméra.

(Photos: C. Grandpey)

 

Le volcanisme à la surface de Io, lune de Jupiter // Volcanisme on Io, Jupiter’s moon

drapeau-francaisEn février 2001, une éruption s’est produite sur le volcan Surt sur Io, la lune de Jupiter, et a développé une énergie estimée à 78 000 gigawatts. En comparaison, l’éruption de l’Etna en 1991-1994 a été estimée à 12 gigawatts. Au plus fort de l’éruption, observée par le télescope WM Keck II sur le Mauna Kea à Hawaï, cette puissance a presque égalé la celle combinée de tous les volcans actifs de Io.
L’éruption de Surt semble avoir couvert une superficie de 1900 kilomètres carrés, plus grande que toute la ville de Londres. L’énergie enregistrée indique qu’il s’agissait d’une violente éruption, avec des très hautes températures. Les éruptions qui produisent ce type de signature thermique présentent des fontaines de lave de plusieurs kilomètres de hauteur, avec de vastes coulées de lave à la surface.
Le volcanisme de Io a été observé pendant les huit dernières années par la sonde Galileo et maintenant, avec l’avènement de nouveaux systèmes optiques, il est contrôlé par les astronomes en poste dans les observatoires Keck et Gemini à Hawaii.
A cause d’une résonance orbitale avec deux de ses lunes voisines, Europe et Ganymède, Io est soumise à une pression permanente. Le frottement qui en résulte chauffe l’intérieur de la lune suffisamment pour créer un océan de magma à seulement 50 kilomètres sous sa surface. Il est probable que cette asthénosphère partiellement fondue fournit la source de lave basaltique qui alimente les éruptions de centaines de volcans à la surface de Io.
L’activité volcanique de Io a été suivie au cours des 35 dernières années par des observatoires terrestres, le télescope spatial Hubble, et plusieurs sondes qui ont visité Jupiter au fil des ans. Malheureusement, le dernier véhicule spatial à avoir visité le système de Jupiter était la sonde New Horizons il y a sept ans ; le prochain sera le Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) lancé par l’Agence Spatiale Européenne, qui n’arrivera pas à destination avant 2030.
Beaucoup des volcans de Io sont permanents, ce qui signifie qu’ils maintiennent des niveaux et des styles d’activité relativement constants pendant des années, voire des décennies. Parmi eux figurent Pele, un lac de lave dont la croûte mince est régulièrement brassée par les gaz, et Prométhée, un champ de lave qui chauffe le dioxyde de soufre à l’état de glace qui se trouve en dessous pour produire un panache de gaz et de poussière de 100 kilomètres de hauteur.
et en forme de parapluie.
Beaucoup de lacs et champs de lave d’Io (certains atteignent 300 kilomètres de longueur) sont permanents, mais ils peuvent montrer des fluctuations significatives d’activité. A côté de cela, certains volcans peuvent rester au repos pendant des années avant de connaître des éruptions soudaines et brutales. Ces éruptions peuvent démarrer à partir de fractures dans la croûte de Io et générer des fontaines de lave jaillissant jusqu’à un kilomètre dans l’espace avant de retomber sur le sol et produire de gigantesques coulées de lave. Des observations récentes ont révélé trois éruptions de ce type dans un intervalle de deux semaines en août 2013 à Rarog Patera, Heno Patera, et un volcan sans nom situé à 350 kilomètres à l’ouest de Isum Patera.
Source: The Daily Galaxy.

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drapeau-anglaisIn February 2001 an eruption from the Surt volcano on Io, Jupiter’s moon, occurred with an estimated output of 78,000 Gigawatts. By comparison, the 1991-94 eruption of Mt Etna in Sicily was estimated at 12 Gigawatts. During its peak, observed by the WM Keck II Telescope on Hawaii Mauna Kea, its output almost matched the eruptive power of all of Io’s active volcanoes combined.

The Surt eruption appears to cover an area of 1,900 square kilometres, which is larger than the entire city of London. The observed energy indicates the presence of a vigorous, high-temperature volcanic eruption. The kind of eruption to produce this thermal signature has incandescent fire fountains of molten lava which are kilometres high, accompanied by extensive lava flows on the surface.

Io’s volcanism has been monitored for the last eight years by the Galileo spacecraft and now, with the advent of adaptive optics systems, by Earth-bound astronomers such as those at the Keck and Gemini Observatories.

Thanks to an orbital resonance with two of its neighboring moons, Europa and Ganymede, Io is continuously squeezed. The resulting friction heats Io’s interior enough to create a mushy magma ocean only 50 kilometres beneath its surface. It is likely that this partially molten asthenosphere provides the source for basaltic silicate lava that erupts at hundreds of volcanoes across Io’s surface.

This volcanic activity has been monitored over the last 35 years by ground-based observatories, the Hubble Space Telescope, and several spacecraft that have visited Jupiter over the years. Unfortunately, the most recent spacecraft to visit the Jupiter system was New Horizons seven years ago and the next spacecraft to visit the system, the European Space Agency’s Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE), will not arrive until 2030.

Many of Io’s volcanoes are persistent, meaning they maintain relatively consistent levels and styles of activity for years or even decades. Examples include Pele, a lava lake whose thin crust is regularly broken up by churning from below, and Prometheus, a lava flow field that heats up the sulfur dioxide frost below it to produce an umbrella-shaped plume of gas and dust 100 kilometres tall.

Many of Io’s lava lakes and lava flow fields (some reaching 300 kilometres in length) are persistent, but can show significant fluctuations in activity. However, some volcanoes are much less regular in their volcanic activity, remaining quiescent for years before experiencing “outburst” eruptions. These outbursts can begin suddenly, starting at fissures in Io’s crust, and generate fire fountains that can jet lava up to a kilometre into space before falling back to the ground to produce extensive lava flows. Recent observations revealed three outburst eruptions over the course of two weeks in August 2013 at Rarog Patera, Heno Patera, and an unnamed volcano 350 kilometres west of Isum Patera (201308C).

Source: The Daily Galaxy.

Io

Eruption à la surface de Io le 25 avril 2006, vue par la sonde Galileo de la NASA. Le panache a une hauteur d’environ 140 km. (Crédit photo: NASA)

Les effondrements de l’atmosphère de Io // Io’s atmospheric collapses

drapeau-francaisLes scientifiques viennent d’avoir la confirmation d’un phénomène qu’ils imaginaient depuis longtemps: Io, la lune active de Jupiter, a une atmosphère sujette à des effondrements. Les nouvelles images montrent que l’enveloppe de dioxyde de soufre (SO2) qui entoure Io se transforme en glace lorsque la lune pénètre quotidiennement dans l’ombre de sa planète et redevient gazeuse quand la lune émerge de cette zone d’ombre.
Io, cinquième lune de Jupiter, est le corps le plus volcanique du système solaire. Des panaches de SO2 sont émis par plusieurs volcans actifs ; ils montent jusqu’à 480 kilomètres au-dessus de la surface de la lune, avec une température atteignant 1650°C. En revanche, la surface de Io est particulièrement froide, surtout lorsque Jupiter bloque la lumière du soleil, ce qui provoque un effondrement atmosphérique.
Selon un chercheur, « si les volcans hyperactifs de Io sont la source du dioxyde de soufre, c’est la lumière du soleil qui contrôle la pression atmosphérique sur une base quotidienne en contrôlant la température de la glace à la surface. »
Les chercheurs ont utilisé le télescope Gemini Nord sur le Mauna Kea à Hawaii, avec son spectrographe Texas Echelon Cross Echelle (TEXES), pour observer Io lors de son passage dans et hors de l’ombre de Jupiter pendant deux nuits différentes. A l’époque, Io se trouvait à plus de 675 millions de kilomètres de la Terre.
Avec la lumière du soleil, la température moyenne de la surface de Io avoisine moins 150°C, mais une fois que la lune passe dans l’ombre de Jupiter, la température tombe à moins 168°C. N’étant plus chauffée par le soleil, l’atmosphère de SO2 gèle et se transforme en glace à la surface de la lune.
Io quitte l’ombre de Jupiter après 1,7 jours terrestres, ce qui équivaut à 2 heures de la journée de Io. La glace du SO2 se sublime alors et absorbe l’atmosphère à nouveau quand la lune pénètre dans la lumière du soleil.
Selon les chercheurs, la compréhension de Io est essentielle à la compréhension de l’environnement de Jupiter où la sonde Juno, envoyée par la NASA, est arrivée le 4 juillet dernier. Io émet des gaz qui finissent par se répandre dans le système de Jupiter, ce qui contribue à la formation des aurores observées sur les pôles de la planète (voir ma note du 9 mai 2015). Comprendre comment les émissions de Io sont contrôlées permettra d’obtenir une meilleure image du système de Jupiter.
Source: Scientific American.

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drapeau-anglaisScientists have just had the confirmation of a phenomenon they had imagined for a long time : Jupiter’s active moon Io has a collapsible atmosphere. New views show the satellite’s shroud of sulphur dioxide (SO2) freezing when Io enters its planet’s shadow each day and converting back to gas when the moon emerges.

Io, Jupiter’s fifth moon, is the solar system’s most volcanically active body. Plumes of SO2 are emitted by multiple active volcanoes, reaching up to 480 kilometres above the moon’s surface with a temperature reaching 1,650°C. Io’s surface, on the other hand, is frigidly cold, and gets even colder when Jupiter blocks out the sun, which prompts an atmospheric collapse.

According to one researcher, « though Io’s hyperactive volcanoes are the ultimate source of the sulphur dioxide, sunlight controls the atmospheric pressure on a daily basis by controlling the temperature of the ice on the surface. »  .

The researchers used the Gemini North telescope in Hawaii and the Texas Echelon Cross Echelle Spectrograph (TEXES) to watch Io cross into and out of Jupiter’s shadow on two different nights. At the time, Io was more than 675 million kilometres from Earth.

In sunlight, Io’s surface averages out to minus 150°C, but once the moon passes into Jupiter’s shadow, that temperature drops to minus 168°C. No longer warmed by the sun, the SO2 atmosphere freezes and turns to frost on the moon’s surface.

Io leaves Jupiter’s shadow after 1.7 Earth days, which is 2 hours of Io’s day, and the SO2 sublimates and pumps up the atmosphere once again when the moon re-enters sunlight.

According to researchers, understanding Io is key to understanding the environment around Jupiter, where NASA’s Juno spacecraft arrived July 4th. Io spews out gases that eventually fill the Jupiter system, ultimately seeding some of the auroral features seen at Jupiter’s poles (see my note of May 9th 2015). Understanding how these emissions from Io are controlled will help paint a better picture of the Jupiter system.

Source: Scientific American.

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Source: NASA.

Les volcans de Io // The volcanoes of Io

drapeau francaisUne nouvelle étude publiée par la NASA le 10 Septembre 2015 présente un nouveau modèle pour expliquer l’existence des volcans sur Io, celle des quatre lunes de Jupiter qui est la plus proche de la planète.
Io est considérée comme l’objet le plus actif d’un point de vue volcanique dans notre système solaire, avec des centaines d’éruptions qui ont émis de la lave jusqu’à 400 km de hauteur. La nouvelle étude suggère que l’influence gravitationnelle de Jupiter, couplée à la composition interne de Io – essentiellement de la matière en fusion – explique la position anormale des volcans à la surface de cette lune.
Des études antérieures partaient du principe que Io était un objet solide, mais déformable (un peu comme l’argile). Ces mêmes études ajoutaient que Io subissait une légère déformation due à la pression exercée par l’effet gravitationnel de Jupiter. Toutefois, lorsque les chercheurs ont comparé les modèles informatiques basés sur cette hypothèse avec des photos de la surface de Io prises par des engins spatiaux, ils ont découvert que la plupart des volcans de Io étaient décalés de 30 à 60 degrés par rapport aux régions qui émettent la chaleur la plus intense.
La théorie suggérée par ces études antérieures était la suivante : Etant la lune la plus proche de Jupiter, Io orbite plus vite que les autres lunes plus distantes de la planète. Ainsi, Io effectue deux orbites chaque fois qu’Europa en effectue une seule. En raison de ce phénomène, Io subirait une plus forte attraction gravitationnelle de la même position orbitale, ce qui entraînerait sa déformation. Cette activité géologique intense et cohérente était considérée comme le résultat de l’attraction entre Jupiter et ses autres lunes, ce qui provoquerait un déplacement de la matière à l’intérieur de Io, produirait de la chaleur, provoquerait sa déformation.
Pourtant, cette seule interaction avec Europa ne pouvait pas expliquer le décalage des volcans sur Io. Le comportement volcanique étrange de Io demandait une autre explication qui incorporait non seulement la chaleur produite par l’attraction de Jupiter, mais aussi la chaleur générée par quelque chose d’autre. Dans le nouveau modèle proposé par la NASA, la chaleur provient du mouvement du magma proprement dit. Les auteurs de l’étude sont persuadés que la matière en fusion à l’intérieur de Io est un mélange d’élément liquide (le magma) et de roche en voie de solidification. Comme ce mélange se déplace sous l’influence de l’attraction gravitationnelle de Jupiter, il tourbillonne et vient frotter contre la roche solide qui l’entoure, frottement qui génère la chaleur.
Cette nouvelle recherche de la NASA implique que les océans qui se trouvent sous les croûtes de lunes soumises à une attraction gravitationnelle sont peut-être être plus fréquents qu’ont le pensait jusqu’à présent. Le phénomène s’applique aux océans formés à partir de magma ou d’eau, ce qui augmente les chances d’une vie ailleurs dans l’univers.
Source: NASA
Voici une vue du panache éruptif à la surface de Io (Source : NASA) :
http://en.es-static.us/upl/2015/09/io-volcano-cp.gif

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drapeau anglaisA new study released by NASA on September 10th 2015 explains a new model for what generates the volcanoes on Io, the innermost of Jupiter’s four moons. Io is known as the most volcanically active object in our solar system, with hundreds of eruptions ejecting lava up to 400 km off the moon’s surface. The new research suggests that the gravitational influence of Jupiter on the molten interior of Io is what causes the misplaced volcanoes on Io’s surface. Previous studies had revealed that Io’s volcanoes were offset by 30 to 60 degrees from the places where the most intense heat was produced. These studies assumed Io was a solid object, but deformable (a bit like clay). They added Io was slightly deformed from the effect of Jupiter’s gravitational squeezing its innermost large moon. However, when scientists compared computer models based on this assumption to actual spacecraft photos of Io’s surface, they discovered that most of Io’s volcanoes were offset 30 to 60 degrees.
As an inner moon of Jupiter’s, Io orbits faster than the next large moon outward, Europa, completing two orbits every time Europa completes one. This regular timing leads Io to feel the strongest gravitational pull from the same orbital location, which distorts its shape. This intense and consistent geological activity was known to be the result of a pulling between Jupiter and its other moons – which causes material within Io to shift, generate heat, and distorts it shape. Yet even this interaction with Europa could not explain the misplaced volcanoes on Io.
Io’s odd volcanic activity called for a new explanation, which incorporated heat from not just the tidal flexing by Jupiter, but also the heat generated by something else. In this new model, the heat comes from the magma’s movement itself.
The authors of the study now believe the molten interior of Io is a slurry mix of liquid (magma) and solidifying rock. As this molten mix flows under the influence of tidal flexing, it swirls and rubs against the surrounding solid rock, generating heat due to friction.
This new NASA research implies that oceans beneath the crusts of tidally stressed moons may be more common than expected. The phenomenon applies to oceans made from either magma or water, potentially increasing the odds for life elsewhere in the universe.
Source: NASA
Here is a view of the eruptive plume at the surface of Io (Source: NASA):
http://en.es-static.us/upl/2015/09/io-volcano-cp.gif

Io volcan

Source: NASA