La missione Juno della NASA ha fornito le prime misurazioni della temperatura al di sotto della superficie della luna gioviana Io, rivelando un riscaldamento significativo nel sottosuolo superficiale del mondo geologicamente più turbolento dell’intero Sistema Solare. I dati, raccolti durante 2 passaggi ravvicinati della sonda, dimostrano che la maggior parte della crosta di questo corpo celeste è notevolmente liscia e composta da materiale con una densità estremamente bassa. I risultati di questa indagine, pubblicati sulla prestigiosa rivista Journal of Geophysical Research: Planets, aprono nuovi orizzonti di osservazione per i mondi infuocati e ghiacciati che orbitano ben oltre il nostro pianeta. L’estremo vulcanismo di Io è alimentato dal riscaldamento mareale generato dall’immensa gravità di Giove, che spreme e allunga la luna durante la sua orbita ellittica. Fino a oggi, le uniche informazioni relative a questo calore derivavano da rilevazioni a infrarossi, capaci di percepire esclusivamente l’emissione termica del sottile strato esterno.
Lo sguardo profondo della sonda spaziale
Le ultime straordinarie scoperte derivano dai dati raccolti dallo strumento Microwave Radiometer (MWR) di bordo. “Il Microwave Radiometer di Juno ha osservato direttamente l’emissione di calore di Io guardando sotto la superficie“, ha affermato Scott Bolton, coautore dello studio e principal investigator di Juno presso il Southwest Research Institute di San Antonio. “La sorprendente scoperta di poter vedere sotto la superficie di una luna rocciosa ha importanti implicazioni per lo studio dei vulcani della Terra. Juno ci ha insegnato che se guardiamo con uno strumento di tipo MWR vicino a un vulcano sulla Terra, potremmo vedere una firma simile nel gradiente di temperatura del sottosuolo, fornendo nuove informazioni su come funzionano i vulcani terrestri“.
Tra fuoco e ghiaccio nell’esplorazione del cosmo
Lo strumento MWR di Juno è stato originariamente progettatoper scrutare sotto le nubi di Giove, ma durante la fase estesa della missione ha offerto l’opportunità di osservare da vicino anche 3 satelliti galileiani: Ganimede, Europa e Io. Le sue 6 antenne operano simultaneamente per rilevare microonde a varie lunghezze d’onda. “La tecnica è innovativa in quanto ogni lunghezza d’onda esplora profondità diverse, fornendo un nuovo modo per caratterizzare la profonda atmosfera dei pianeti giganti e le croste sotterranee delle lune di ghiaccio e roccia“, ha precisato Bolton. “Su Ganimede ed Europa, abbiamo esplorato per decine di km sotto la superficie, supponendo che i loro gusci di ghiaccio fossero principalmente acqua pura, ma la capacità di sondare la roccia vulcanica su Io è stata una scoperta inaspettata“.
Durante i sorvoli del 30 dicembre 2023 e del 3 febbraio 2024, la sonda alimentata a energia solare si è avvicinata a circa 1500 km dalla superficie. “Lo strumento ha misurato l’emissione termica di Io a profondità comprese tra pochi centimetri e decine di metri. Ovunque guardassimo, abbiamo riscontrato che la temperatura aumentava di oltre 22°C già a pochi metri di profondità, un gradiente molto più ripido di quanto il solo riscaldamento del Sole possa spiegare“, ha dichiarato Shannon Brown, autore principale dello studio presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA.
Il riscaldamento mareale e le sconfinate pianure di polvere
I dati raccolti suggeriscono 2 possibili spiegazioni per questa impennata termica: il calore potrebbe salire in modo costante attraverso una crosta conduttiva (rilasciando un’energia fino a 30 volte superiore alla media della Terra) oppure potrebbe derivare da flussi di lava in raffreddamento coperti da 9 a 11 metri di crosta solidificata, che interessano circa il 10% della superficie in ogni momento.
“Io fornisce una finestra unica per imparare come funziona il riscaldamento mareale in tutto il cosmo, un processo fondamentale che fornisce energia e calore a mondi che sono lontani dalla loro stella madre“, ha aggiunto Bolton. “Questo processo può creare il corpo più vulcanico del Sistema Solare, nel caso di Io, e allo stesso tempo alimenta gli oceani sotterranei sui satelliti dei pianeti giganti, come Europa e Ganimede. Fino a questo punto potevamo solo osservare il calore che sfuggiva dalla superficie o attraverso le eruzioni. Ora possiamo caratterizzare come il calore si muove dall’interno verso la superficie“.
Un’ulteriore rivelazione riguarda la topografia di questo satellite, caratterizzato da vaste macchie lisce che si estendono senza interruzioni per 100 km o più. Avendo sorvolato la regione da diverse angolazioni, il team ha mappato accuratamente i riflessi delle microonde. “Lontano dalle sue montagne, la superficie è più simile alle Grandi Pianure del Nord America e, sebbene Io sia un corpo roccioso, il materiale superficiale ha una densità molto bassa, più simile alla pomice o a una soffice cenere vulcanica che alla solida roccia“, ha concluso Brown.
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