Nové snímky Jupiterova měsíce Io z pozemního dalekohledu LBT

Velký binokulární dalekohled neboli LBT (Large Binocular Telescope) na Mount Graham spravovaný University of Arizona je jediný svého druhu se dvěma zrcadly o průměru 8,4 metru namontovanými vedle sebe. Výkonný systém adaptivní optiky kompenzuje rozmazání snímku způsobené atmosférickými turbulencemi, což z něj činí jednu z nejvýkonnějších pozemských observatoří na světě.

Nové snímky Jupiterova měsíce Io posetého sopkami, pořízené Velkým binokulárním dalekohledem na Mount Graham v Arizoně, nabízejí nejvyšší rozlišení povrchu Io, jaké kdy bylo dosaženo pomocí pozemního přístroje. Pozorování umožnil nový vysoce kontrastní optický zobrazovací přístroj nazvaný SHARK-VIS a systém adaptivní optiky dalekohledu, který kompenzuje rozmazání způsobené atmosférickými turbulencemi.

Snímky, které byly publikovány v časopise Geophysical Research Letters, odhalují povrchové útvary o průměru až 80 kilometrů, což je prostorové rozlišení, které bylo dosud dosažitelné pouze přístroji na palubě kosmických sond vyslaných k Jupiteru. Podle výzkumného týmu se to rovná pořízení snímku objektu o velikosti desetníku ze vzdálenosti 160 kilometrů. SHARK-VIS umožnil astronomům identifikovat významnou událost obnovy povrchu kolem Pele, jedné z nejvýznamnějších sopek na Io. Podle hlavního autora článku Al Conrada, erupce na Io, vulkanicky nejaktivnějším tělese ve Sluneční soustavě, převyšují pozemské sopky.

„Io proto představuje jedinečnou příležitost dozvědět se více o mohutných erupcích, které pomohly utvářet povrchy Země a Měsíce v jejich vzdálené minulosti,“ řekl Conrad, vědecký pracovník Velké  binokulární observatoře. Velký binokulární dalekohled je součástí mezinárodní observatoře Mount Graham International Observatory, divize Steward Observatory University of Arizona.

Conrad dodal, že studie, jako je tato, pomohou výzkumníkům pochopit, proč jsou některé světy ve Sluneční soustavě vulkanické, ale jiné ne. Také mohou jednoho dne vrhnout světlo na vulkanické světy v systémech exoplanet kolem blízkých hvězd.

Io je o něco větší než pozemský Měsíc a je nejvnitřnějším z Jupiterových Galileovských měsíců, mezi které kromě Io patří Europa, Ganymed a Kallisto. Io, uzavřený v gravitačním působení mezi Jupiterem, Europou a Ganymedem, je neustále stlačován, což vede k nahromadění tepla třením v jeho nitru – což je považováno za příčinu jeho trvalé a rozšířené vulkanické činnosti.

Na připojeném obrázku je Jupiterův měsíc Io; snímek pořídila kamera SHARK-VIS dne 10. ledna 2024. Toto je snímek Io s nejvyšším rozlišením, jaký kdy pořídil pozemní dalekohled. Snímek kombinuje tři spektrální pásy – infračervený, červený a žlutý – ke zvýraznění načervenalého prstence kolem sopky Pele (pod a napravo od středu měsíce) a bílého prstence kolem Pillan Patera, napravo od Pele.

Vědci doufají, že sledováním erupcí na povrchu Io získají informace o teplem řízeném pohybu materiálu pod povrchem měsíce, jeho vnitřní struktuře a nakonec o mechanismu slapového ohřevu, který je zodpovědný za intenzivní vulkanismus na Io.

Sopečná aktivita Io byla poprvé objevena v roce 1979, kdy Linda Morabitová, inženýrka mise Voyager, zahlédla erupční oblak na jednom ze snímků pořízených kosmickou sondou během své slavné „Grand Tour“ po vnějších planetách. Od té doby bylo provedeno nespočet pozorování, která dokumentují neklidnou povahu Io, jak z vesmírných, tak z pozemních dalekohledů.

Spoluautorka studie Ashley Daviesová, hlavní vědecká pracovnice NASA Jet Propulsion Laboratory, uvedla, že nový snímek pořízený SHARK-VIS je tak bohatý na detaily, že umožnil týmu identifikovat významnou událost obnovy povrchu, při které se oblaka usadila kolem prominentní sopky známé jako Pele, která se nachází na jižní polokouli Io blízko rovníku. Je pokryta erupčními ložisky ze sousední sopky Pillan Patera. Podobnou sekvenci erupcí pozorovala sonda Galileo, která v letech 1995 až 2003 zkoumala systém Jupitera.

„Změny interpretujeme jako usazeniny tmavé lávy a bílé usazeniny oxidu siřičitého pocházející z erupce sopky Pillan Patera, které částečně pokrývají červené ložisko Pele, bohaté na síru,“ řekla Daviesová. „Před použitím kamery SHARK-VIS nebylo možné takové znovuobnovení povrchu pozorovat ze Země.“

Zatímco snímky dalekohledů v infračervené oblasti mohou detekovat horká místa způsobená probíhajícími sopečnými erupcemi, nejsou dostatečně ostré, aby odhalily povrchové detaily a jednoznačně identifikovaly místa erupcí, vysvětlila spoluautorka studie Imke de Paterová, emeritní profesorka astronomie na univerzitě v Kalifornii-Berkeley.

„Ostřejší snímky na vlnových délkách viditelného světla, jako jsou ty, které poskytuje SHARK-VIS a LBT, jsou nezbytné pro identifikaci jak míst erupcí, tak změn povrchu, které nelze detekovat v infračerveném pásmu, jako jsou nové usazeniny,“ řekla de Paterová a dodala, že pozorování ve viditelném světle poskytuje výzkumníkům důležitý kontext pro interpretaci infračervených pozorování, včetně pozorování z kosmických sond, jako je Juno, která v současné době obíhá kolem Jupitera.

Přístroj SHARK-VIS byl postaven Italským národním institutem pro astrofyziku na Astronomické observatoři v Římě a je řízen týmem vedeným hlavním řešitelem Fernandem Pedichinim, kterému pomáhá projektový manažer Roberto Piazzesi. V roce 2023 byl instalován spolu se svým doplňkovým blízkým infračerveným přístrojem SHARK-NIR na LBT, aby plně využil výhod vynikajícího systému adaptivní optiky dalekohledu. V přístroji je umístěna rychlá, ultra-nízkošumová kamera, která umožňuje pozorovat oblohu v režimu „rychlého zobrazování“, zachycovat zpomalené záběry, které odstraňují optické zkreslení způsobené atmosférickými turbulencemi, a následně zpracovávat data na bezprecedentní úroveň ostrosti.

Gianluca Li Causi, manažer zpracování dat pro SHARK-VIS v Italském národním institutu pro astrofyziku, vysvětlil, jak to funguje: „Naše data zpracováváme v počítači, abychom odstranili jakoukoliv stopu po elektronické stopě senzoru. Poté vybereme nejlepší snímky a zkombinujeme je pomocí vysoce účinného softwarového balíku nazvaného Kraken, který vyvinuli naši kolegové Douglas Hope a Stuart Jefferies z Georgia State University. To nám umožňuje odstranit atmosférické efekty a odhalit Io v neuvěřitelné ostrosti.“

Vědec zabývající se přístrojem SHARK-VIS Simone Antoniucci řekl, že očekává nová pozorování objektů v celé Sluneční soustavě. „Vize SHARK-VIS je zvláště vhodná pro pozorování povrchů mnoha těles Sluneční soustavy, nejen měsíců obřích planet, ale také asteroidů,“ řekl. „Některé z nich jsme již pozorovali, přičemž data jsou v současné době analyzována, a plánujeme pozorovat další.“

Zdroj: https://news.arizona.edu/news/glimpses-volcanic-world-new-telescope-images-jupiters-moon-io-rival-those-spacecraft; https://scitechdaily.com/sharper-than-ever-ios-volcanic-surfaces-revealed-by-new-telescope-technology/ a https://www.sci.news/astronomy/large-binocular-telescope-volcanic-event-io-12984.html

autor: František Martinek