O Telescópio Espacial James Webb (JWST) e o Telescópio Espacial Hubble devem colaborar juntos para observar o objeto mais vulcânico do sistema solar: a lua de Júpiter, Io.
Os dois telescópios espaciais irão recolher dados remotos sobre o mundo de interesse, e essa informação será então utilizada pela sonda Juno da NASA. Mais especificamente, os dados ajudarão a guiar Juno durante um futuro sobrevôo por Io, onde a sonda investigará como a lua altamente vulcânica contribui para a presença de plasma no ambiente ao redor de Júpiter.
A investigação será conduzida pelo Southwest Research Institute (SwRI), a organização que forneceu tempo de observação ao JWST e ao Hubble pelo Space Telescope Science Institute. A equipe do SwRI coletará dados de Io com o Hubble durante as 122 órbitas terrestres do telescópio, complementando esses resultados com aproximadamente cinco horas de observação do Telescópio Espacial James Webb.
“O momento deste projeto é crítico”, disse Curt Rutherford, investigador principal da campanha e pesquisador do SwRI, ele disse em um comunicado. “Durante o próximo ano, Juno ultrapassará Io várias vezes, proporcionando raras oportunidades para combinar observações in situ com observações remotas deste sistema complexo.”
Relacionado: Uma enorme erupção vulcânica que dura vários meses sacode a lua de Júpiter, Io
“Esperamos obter novos insights sobre o excitante vulcanismo de Io, as interações da lua de plasma e dos aglomerados de gás e plasma neutros que se espalham pela vasta magnetosfera de Júpiter e emitem as intensas emissões aurorais de Júpiter”, acrescentou Retherford.
A NASA estima que a superfície de Io esteja repleta de centenas de vulcões ativos que podem lançar lava a dezenas de quilômetros na atmosfera fina e sem água da lua jupiteriana.
Io, que tem aproximadamente o tamanho da lua da Terra e da lua galileana mais interna de Júpiter, é considerado altamente vulcânico porque os efeitos gravitacionais do seu planeta hospedeiro geram forças de maré que esmagam e comprimem esta lua. As outras luas de Júpiter, incluindo o resto das luas galileanas, também têm um efeito semelhante em Io, exacerbando ainda mais esta tempestade gravitacional.
Na verdade, estas forças são tão fortes que podem fazer com que a superfície de Io suba e desça até 100 metros. Como seria de esperar, uma atividade vulcânica tão intensa afeta todo o sistema de Júpiter.
O intenso vulcanismo de Io impulsiona a nuvem donut em torno de Júpiter
Por exemplo, acredita-se que as partículas que escapam da atmosfera de Io sejam uma importante fonte de material preso no campo magnético de Júpiter. Esses gases atmosféricos que escapam são ionizados, o que significa que passam por um processo em que o calor intenso retira elétrons dos átomos para criar um mar dinâmico de partículas carregadas.
“A maior parte deste material não está vazando diretamente dos vulcões, mas está associada à ressurgência de geadas de dióxido de enxofre da superfície do lado diurno de Io”, disse Catherine D. Claire, coautora do projeto e cientista da Caltech. , disse no comunicado. “A interação entre a atmosfera de Io e o plasma circundante proporciona um mecanismo de escape para os gases libertados da superfície congelada da lua.”
Isso forma uma nuvem de partículas carregadas em forma de bolo, chamada Io Plasma Torus (IPT), que circunda Júpiter. Quando os elétrons colidem com os íons no IPT, eles produzem radiação ultravioleta que pode ser detectada por telescópios aqui na Terra e no espaço.
No entanto, é necessária mais investigação para compreender completamente o IPT, porque é difícil avaliar até que ponto está relacionado com a actividade vulcânica em Io. É também uma questão em aberto sobre os efeitos de Io noutros corpos do sistema jupiteriano, como os das outras grandes luas galileanas.
“Por exemplo, quanto enxofre é transportado de Io para a superfície de Europa? Como as características da aurora em Io se comparam com a aurora boreal na Terra – as luzes do norte – e em Júpiter?” Fran Baginal, co-investigadora principal do projeto e pesquisadora da Universidade do Colorado em Boulder, disse no comunicado.
A equipa acredita que a chave para compreender melhor estas ligações é estudar o sistema jupiteriano como um todo e não em partes. Isto requer mais dados do que o Juno pode fornecer, embora seja impressionante.
“Hubble…Veja isto!”
Juno tem estudado o sistema jupiteriano e o seu ambiente desde 4 de julho de 2016, quando chegou às proximidades do gigante gasoso e das suas luas após uma viagem de 2,7 mil milhões de quilómetros da Terra. Esta foi uma jornada que levou cinco anos para ser concluída.
Desde então, a sonda completou vários voos rasantes por Júpiter e pelas suas grandes luas, particularmente Europa. Ele passou por Io pela última vez em 30 de julho, chegando a cerca de 22 mil quilômetros da lua ardente enquanto coletava dados sobre sua atmosfera e campo magnético. Juno chegará particularmente perto de Io novamente em 30 de dezembro deste ano e novamente em 1º de fevereiro de 2024.
No entanto, no dia 20 de setembro, Juno fará mais uma passagem para IU, o que será de particular interesse para o SwRI. Este sobrevoo de Io será cronometrado para que possa ser observado pelo Hubble e pelo JWST simultaneamente.
Isto significa que os dois telescópios terão a oportunidade de trabalhar juntos e observar o que Juno está a ver, mas à distância, dando aos cientistas uma visão panorâmica do sistema jupiteriano que procuram.
“A oportunidade para uma abordagem abrangente às investigações de Io não estava disponível desde que uma série de sobrevoos da nave espacial Galileo, de 1999 a 2000, foram apoiados pelo Hubble com uma campanha de 30 órbitas,” concluiu Rutherford. “A combinação das extensas medições in-situ da Juno com as nossas observações de detecção remota irá, sem dúvida, melhorar a nossa compreensão do papel de Io na condução de fenómenos duais no sistema de Júpiter.”
Embora futuras missões a Júpiter e às suas luas estejam no horizonte, com as sondas Europa Clipper e Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) a chegarem ao sistema jupiteriano entre 2029 e 2031, nenhuma delas voará perto de Io.
isso significa, De acordo com SWRIOutra oportunidade para fazer este tipo de observação não surgiria pelo menos até 2030.