Зображення космічного корабля NASA Galileo супутника Юпітера Іо, третього за величиною супутника планети. Авторство: NASA/JPL/Університет Арізони
Дослідження Рутгерса показує новий спосіб формування дюн на різних небесних поверхнях.
Вчені довго розмірковували, як ЮпітерІо, найпотаємніший місяць, має звивисті хребти, такі ж чудові, як і всі, які можна побачити у таких фільмах, як «Дюна». Тепер дослідження Rutgers представило нове пояснення того, як дюни можуть утворюватися навіть на такій крижаній і бурхливій поверхні, як Іо.
Дослідження, опубліковане в журналі Природа зв'язку 19 квітня 2022 року, заснований на дослідженні фізичних процесів, що контролюють рух зерна, у поєднанні з аналізом зображень з 14-річної місії NASAкосмічний корабель «Галілей», який дозволив створити перші детальні карти супутників Юпітера. Очікується, що нове дослідження розширить наше наукове розуміння геологічних особливостей цих планетоподібних світів.
«Наші дослідження вказують на можливість існування Іо як нового «світу дюн», — сказав перший автор Джордж Макдональд, докторант відділу наук про Землю і планету Рутгерса. «Ми запропонували та кількісно перевірили механізм, за допомогою якого піщинки можуть рухатися, і, у свою чергу, там можуть утворюватися дюни».
Потенційні дюни на супутнику Юпітера Іо. Аналіз показує, що темний матеріал (внизу ліворуч) є нещодавно розміщеними потоками лави, тоді як повторювані, схожі на лінії риси, що домінують на зображенні, є потенційними дюнами. Світлі білі ділянки можуть бути нещодавно закріпленими зернами, оскільки потоки лави випаровують сусідній іній. Авторство і права: NASA/JPL-Caltech/Rutgers
Сучасне наукове розуміння диктує, що дюни за своєю природою є пагорбами або хребтами піску, накопиченими вітром. І вчені під час попередніх досліджень Іо, описуючи його поверхню як дюноподібні особливості, прийшли до висновку, що хребти не можуть бути дюнами, оскільки сили вітрів на Іо слабкі через атмосферу Місяця з низькою щільністю.
«Ця робота говорить нам про те, що середовище, в якому знаходяться дюни, значно різноманітніше, ніж класичні нескінченні пустельні ландшафти на частинах Землі або на вигаданій планеті Арракіс у «Дюні», — сказав Макдональд.
Місія Galileo, яка тривала з 1989 по 2003 роки, зафіксувала стільки наукових вперше, що дослідники досі вивчають зібрані дані. Одним із головних висновків, отриманих з даних, був високий рівень вулканічної активності на Іо – настільки, що його вулкани неодноразово і швидко виходять на поверхню маленького світу.
Поверхня Іо являє собою суміш чорних затверділих потоків лави і піску, текучих «ефузивних» потоків лави та «снігу» двоокису сірки. Вчені використовували математичні рівняння, щоб змоделювати сили на окреме зерно базальту або інею та розрахувати його шлях. Коли лава впадає в діоксид сірки під поверхнею Місяця, її вентиляція є «досить щільною і швидкою, щоб переміщувати зерна на Іо і, можливо, утворювати великомасштабні об’єкти, такі як дюни», — сказав Макдональд.
Після того, як дослідники розробили механізм, за допомогою якого могли утворюватися дюни, вони подивилися на фотографії поверхні Іо, зроблені космічним кораблем «Галілей», щоб отримати додаткові докази. Відстань між гребенями та співвідношення висоти до ширини, які вони спостерігали, узгоджувалися з тенденціями щодо дюн, що спостерігалися на Землі та інших планетах.
«Така робота дійсно дозволяє нам зрозуміти, як працює космос», — сказав Луджендра Оджха, співавтор і доцент кафедри наук про Землю та планету. «Зрештою, у планетарній науці це те, що ми намагаємося зробити».
Довідка: «Перенос еолових відкладень на Іо від взаємодії лави та інею» Джорджа Д. МакДональда, Джошуа Мендеса Харпера, Луджендра Ойха, Пола Корліса, Йозефа Дуфека, Райана С. Юінга та Лори Кербер, 19 квітня 2022 року, Природа зв'язку.
DOI: 10.1038 / s41467-022-29682-x
До статті також увійшли автори з Університету Орегона, Массачусетського технологічного інституту, Техаського університету A&M та Лабораторії реактивного руху в Каліфорнійському технологічному інституті.
