Vulcões ativos produzem 30 a 50% da atmosfera de Io

Novas imagens rádio obtidas pelo ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) mostram, pela primeira vez, o efeito direto da atividade vulcânica na atmosfera da lua de Júpiter, Io.

Io é a lua mais vulcanicamente ativa do nosso Sistema Solar. Abriga mais de 400 vulcões ativos, expelindo gases de enxofre que dão a Io as suas cores amarelo-branco-laranja-vermelho quando congelam à sua superfície.

Embora seja extremamente fina – cerca de mil milhões de vezes mais fina do que a atmosfera da Terra – Io tem uma atmosfera que pode ensinar-nos mais sobre a atividade vulcânica de Io e fornecer-nos uma janela para o interior da exótica lua e para o que está a acontecer por baixo da sua crosta colorida.

Pesquisas anteriores mostraram que a atmosfera de Io é dominada pelo gás dióxido de enxofre, proveniente da atividade vulcânica.

“No entanto, não se sabe que processo impulsiona a dinâmica na atmosfera de Io,” disse Imke de Pater da Universidade da Califórnia, Berkeley. “É atividade vulcânica, ou gás que sublima (transição do estado sólido para gasoso) da superfície gelada quando Io está sob a luz do Sol?”

Para distinguir entre os diferentes processos que dão origem à atmosfera de Io, uma equipa de astrónomos usou o ALMA para fazer instantâneos da lua quando entrava e saía da sombra de Júpiter (um eclipse de Io).

“Quando Io passa pela sombra de Júpiter, e está fora da luz solar direta, é demasiado frio para o gás dióxido de enxofre, e condensa-se na superfície de Io. Durante esse tempo, podemos ver apenas o dióxido de enxofre de origem vulcânica. Portanto, podemos ver exatamente quanto da atmosfera é impactada pela atividade vulcânica,” explicou Statia Luszcz-Cook da Universidade de Columbia, em Nova Iorque.

Graças à resolução e sensibilidade requintadas do ALMA, os astrónomos puderam, pela primeira vez, ver claramente as plumas de dióxido de enxofre (SO2) e monóxido de enxofre (SO) surgindo dos vulcões. Com base nos instantâneos, calcularam que os vulcões ativos produzem diretamente 30-50% da atmosfera de Io.

As imagens ALMA também mostraram um terceiro gás saindo dos vulcões: cloreto de potássio (KCl). “Vemos KCl em regiões vulcânicas onde não vemos SO2 ou SO,” disse Luszcz-Cook. “Esta é uma forte evidência de que os reservatórios de magma são diferentes em vulcões diferentes.” O artigo científico está disponível no arXiv.

Io é vulcanicamente ativo devido a um processo chamado aquecimento de maré. Io orbita Júpiter numa órbita que não é exatamente circular e, tal como a nossa Lua que está sempre com a mesma face virada para a Terra, o mesmo lado de Io está sempre voltado para Júpiter.

A atração gravitacional das outras luas de Júpiter, Europa e Ganimedes, provoca uma quantidade tremenda de fricção interna e calor, dando origem a vulcões como Loki Patera, que se estende por mais de 200 km de diâmetro.

“Ao estudar a atmosfera e a atividade vulcânica de Io, aprendemos mais não apenas sobre os próprios vulcões, mas também sobre o processo de aquecimento de maré e sobre o interior de Io,” acrescentou Luszcz-Cook.

Uma grande incógnita continua a ser a temperatura na atmosfera interior de Io. Em investigações futuras, os astrónomos esperam medi-la com o ALMA.

“Para medir a temperatura da atmosfera de Io, precisamos de obter observações com mais alta resolução, o que requer que observemos a lua por um maior período de tempo. Só podemos fazer isso quando Io está sob a luz do Sol, pois não passa muito tempo em eclipse”, disse de Pater.

“Durante tal observação, Io irá girar dezenas de graus. Vamos precisar de aplicar um software que nos ajude a fazer imagens focadas. Já o fizemos anteriormente com imagens rádio de Júpiter obtidas com o ALMA e com o VLA (Very Large Array)”.