A NASA Galileo űrszondája a Jupiter Io holdjáról, a bolygó harmadik legnagyobb holdjáról. Köszönetnyilvánítás: NASA/JPL/Arizonai Egyetem
A Rutgers-tanulmány új módot mutat a dűnék kialakulására változatos égi felületeken.
A tudósok régóta töprengenek azon, hogyan JupiterA legbelső holdja, az Io kanyargós gerincei olyan csodálatosak, mint bármelyik olyan filmben, mint a „Dűne”. Most egy Rutgers kutatási tanulmány új magyarázatot adott arra vonatkozóan, hogyan alakulhatnak ki dűnék még olyan jeges és hullámzó felületen is, mint az Io-é.
A tanulmány, amely a folyóiratban megjelent Nature Communications 19. április 2022-én készült, a szemcsemozgást szabályozó fizikai folyamatok tanulmányozásán, valamint a 14 éves küldetés képeinek elemzésén alapul. NASAGalileo űrszondája, amely lehetővé tette a Jupiter holdjainak első részletes térképeinek elkészítését. Az új kutatás várhatóan bővíti tudományos ismereteinket e bolygószerű világok geológiai jellemzőiről.
„Tanulmányaink rámutatnak arra, hogy Io új „dűnevilág” lehet” – mondta az első szerző, George McDonald, a Rutgers Föld- és Bolygótudományi Tanszékének posztdoktori kutatója. "Javaslatot tettünk és mennyiségileg teszteltünk egy olyan mechanizmust, amellyel a homokszemek mozoghatnak, és ott dűnék képződhetnek."
Potenciális dűnék a Jupiter Io holdján. Az elemzés azt mutatja, hogy a sötét anyag (bal alsó sarokban) a közelmúltban elhelyezett lávafolyamok, míg a képen uralkodó ismétlődő, vonalszerű vonások potenciális dűnék. A világos, fehér területek újonnan kialakult szemcsék lehetnek, mivel a lávafolyamok elpárologtatják a szomszédos fagyot. Köszönetnyilvánítás: NASA/JPL-Caltech/Rutgers
A jelenlegi tudományos ismeretek azt diktálják, hogy a dűnék természetüknél fogva a szél által felhalmozott dombok vagy homokhátak. A tudósok pedig az Io-val kapcsolatos korábbi tanulmányok során, miközben a felszínét dűneszerű tulajdonságokkal jellemezték, arra a következtetésre jutottak, hogy a gerincek nem lehetnek dűnék, mivel az Io-n a szelek erői gyengék a Hold kis sűrűségű légköre miatt.
„Ez a munka azt mondja nekünk, hogy a környezet, amelyben dűnék találhatók, lényegesen változatosabbak, mint a klasszikus, végtelen sivatagi tájak a Föld egyes részein vagy a kitalált Arrakis bolygón a „Dűnében” – mondta McDonald.
Az 1989-től 2003-ig tartó Galileo-misszió annyi tudományos elsőséget naplózott, hogy a kutatók a mai napig tanulmányozzák az összegyűjtött adatokat. Az adatokból levont egyik legfontosabb meglátás az Io vulkáni tevékenységének nagy kiterjedése volt – olyannyira, hogy vulkánjai ismétlődően és gyorsan újra felszínre törnek a kis világban.
Io felszíne fekete, megszilárdult lávafolyamok és homok, áramló „kiömlő” lávafolyamok és kén-dioxid „hó” keveréke. A tudósok matematikai egyenletekkel szimulálták az egyetlen bazalt vagy fagyszem erejét, és kiszámították annak útját. Amikor a láva kén-dioxidba áramlik a Hold felszíne alatt, a szellőzőnyílása „elég sűrű és gyorsan mozog ahhoz, hogy a szemcséket megmozgassa az Io-n, és esetleg lehetővé tegye olyan nagyméretű objektumok kialakulását, mint a dűnék” – mondta McDonald.
Miután a kutatók kidolgoztak egy mechanizmust, amellyel a dűnék kialakulhatnak, további bizonyítékokért megvizsgálták az Io felszínéről a Galileo űrszonda által készített fényképeket. A hegycsúcsok távolsága és az általuk megfigyelt magasság-szélesség arány összhangban volt a Földön és más bolygókon megfigyelt dűnék tendenciáival.
"Az ilyen munka valóban lehetővé teszi számunkra, hogy megértsük a kozmosz működését" - mondta Lujendra Ojha, a társszerző és a Föld- és Bolygótudományi Tanszék adjunktusa. „Végül a bolygótudományban ezt próbáljuk megtenni.”
Hivatkozás: George D. McDonald, Joshua Méndez Harper, Lujendra Ojha, Paul Corlies, Josef Dufek, Ryan C. Ewing és Laura Kerber „Lipari üledékszállítás az Io-n a láva-fagy kölcsönhatásokból”, 19. április 2022. Nature Communications.
DOI: 10.1038 / s41467-022-29682-x
A tanulmányban részt vettek az Oregoni Egyetem, a Massachusetts Institute of Technology, a Texas A&M Egyetem és a Kaliforniai Műszaki Egyetem Jet Propulsion Laboratory szerzői is.
