Bulan Jupiter Io, dicitrakan oleh SHARK-VIS pada 10 Januari 2024. Ini adalah gambar Io dengan resolusi tertinggi yang pernah diambil oleh teleskop berbasis Bumi. Gambar tersebut menggabungkan tiga pita spektral – inframerah, merah dan kuning – untuk menyorot cincin kemerahan di sekitar gunung berapi Pele (di bawah dan di kanan pusat bulan) dan cincin putih di sekitar Pillan Patera, di sebelah kanan Pele. Kredit: INAF/Observatorium Teleskop Binokuler Besar/Universitas Negeri Georgia; Pengamatan pita IRV oleh SHARK-VIS/F. Pedikini; diproses oleh D. Hope, S. Jefferies, G. Li Causi
Para astronom telah menangkap peristiwa vulkanik Jupiterbulan Io pada resolusi yang belum pernah dicapai sebelumnya dengan pengamatan berbasis Bumi, sehingga meningkatkan pemahaman kita tentang proses vulkanik di tata surya.
Gambar baru dari bulan Jupiter yang dipenuhi gunung berapi, Io, yang diambil oleh Teleskop Binokuler Besar di Gunung Graham di Arizona, menawarkan resolusi Io tertinggi yang pernah dicapai dengan instrumen berbasis Bumi. Pengamatan ini dimungkinkan oleh instrumen pencitraan optik kontras tinggi baru, yang dijuluki SHARK-VIS, dan sistem optik adaptif teleskop, yang mengkompensasi keburaman yang disebabkan oleh turbulensi atmosfer.
Detail yang Belum Pernah Ada Sebelumnya Terungkap
Gambar-gambarnya, untuk dipublikasikan di jurnal Surat Penelitian Geofisikamengungkap fitur permukaan sekecil 50 mil, sebuah resolusi spasial yang hingga saat ini hanya dapat dicapai dengan pesawat ruang angkasa yang dikirim ke Jupiter. Ini setara dengan mengambil gambar objek berukuran sepeser pun dari jarak 100 mil, menurut tim peneliti.
SHARK-VIS memungkinkan para peneliti untuk mengidentifikasi peristiwa pelapisan ulang besar-besaran di sekitar Pele, salah satu gunung berapi paling menonjol di Io. Menurut penulis pertama makalah tersebut, Al Conrad, letusan di Io, benda vulkanik paling aktif di tata surya, membuat letusan di Bumi menjadi jauh lebih kecil.
Interferometer Teleskop Binokuler Besar, atau LBTI, adalah instrumen berbasis darat yang menghubungkan dua teleskop kelas 8 meter di Gunung Graham di Arizona untuk membentuk teleskop tunggal terbesar di dunia. Interferometer dirancang untuk mendeteksi dan mempelajari bintang dan planet di luar tata surya kita. Kredit: NASA/JPL-Caltech
Wawasan Vulkanik Dari Io
“Oleh karena itu, Io memberikan kesempatan unik untuk mempelajari tentang letusan dahsyat yang membantu membentuk permukaan bumi dan bulan di masa lalu,” kata Conrad, staf ilmuwan di Large Binocular Telescope Observatory. Teleskop Binokuler Besar, atau LBT, adalah bagian dari Observatorium Internasional Mount Graham, sebuah divisi dari Observatorium Steward Universitas Arizona.
Conrad menambahkan bahwa penelitian seperti ini akan membantu para peneliti memahami mengapa beberapa dunia di tata surya bersifat vulkanik, sedangkan yang lainnya tidak. Mereka juga suatu hari nanti mungkin bisa menjelaskan dunia vulkanik di dalamnya planet ekstrasunya sistem di sekitar bintang terdekat.
Dinamika Gravitasi dan Vulkanisme
Sedikit lebih besar dari bulan Bumi, Io adalah bulan terdalam di Galilea Jupiter, selain Io termasuk Europa, Ganymede dan Callisto. Terjebak dalam “tarik tarik menarik” gravitasi antara Yupiter, Europa, dan Ganymede, Io terus-menerus terhimpit, menyebabkan penumpukan panas akibat gesekan di bagian dalamnya – diyakini sebagai penyebab aktivitas vulkaniknya yang berkelanjutan dan meluas.
Dengan memantau letusan di permukaan Io, para ilmuwan berharap mendapatkan wawasan tentang pergerakan material di bawah permukaan bulan yang didorong oleh panas, struktur internalnya, dan pada akhirnya, mekanisme pemanasan pasang surut yang bertanggung jawab atas aktivitas vulkanisme yang intens di Io.
Penampang kerak Io yang menggambarkan pemahaman para ilmuwan saat ini mengenai proses geologi dan kimia yang membentuk permukaan dan menghasilkan atmosfer bulan. Di sebelah kiri terdapat gumpalan dan cincin belerang merah yang mirip dengan yang dihasilkan oleh danau lava Pele. Patahan di litosfer yang sebagian besar dingin bertindak sebagai jalur bagi magma silikat yang kaya belerang untuk mencapai permukaan. Bagian dalam Io dipanaskan oleh gesekan yang disebabkan oleh tarikan gravitasi dari Jupiter dan dua bulannya, Europa dan Ganymede, yang menghasilkan magma cair. Kredit: de Pater dkk., 2021, Ulasan Tahunan, berdasarkan tokoh Doug Beckner, James Tuttle Keane, Ashley Davies
Konteks Sejarah dan Penemuan Terkini
Aktivitas vulkanik Io pertama kali ditemukan pada tahun 1979, ketika Linda Morabito, seorang insinyur di NASAMisi Voyager, melihat semburan letusan di salah satu gambar yang diambil oleh pesawat ruang angkasa selama “Grand Tour” yang terkenal di planet luar. Sejak itu, pengamatan yang tak terhitung jumlahnya telah dilakukan yang mendokumentasikan sifat gelisah Io, baik dari teleskop luar angkasa maupun teleskop berbasis Bumi.
Rekan penulis studi Ashley Davies, ilmuwan utama di Jet Propulsion Laboratory NASA (JPL), mengatakan gambar baru yang diambil oleh SHARK-VIS sangat kaya akan detail sehingga memungkinkan tim untuk mengidentifikasi peristiwa pelapisan ulang besar-besaran di mana endapan bulu di sekitar gunung berapi terkenal yang dikenal sebagai Pele, terletak di belahan bumi selatan Io dekat dengan garis khatulistiwa. , ditutupi oleh endapan letusan dari Pillan Patera, gunung berapi di dekatnya. Urutan letusan serupa juga diamati oleh pesawat ruang angkasa Galileo milik NASA, yang menjelajahi sistem Jupiter antara tahun 1995 dan 2003.
Kemajuan Teknologi dalam Pengamatan Berbasis Bumi
“Kami menafsirkan perubahan tersebut sebagai endapan lava gelap dan endapan sulfur dioksida putih yang berasal dari letusan di Pillan Patera, yang sebagian menutupi endapan bulu merah yang kaya sulfur di Pele,” kata Davies. “Sebelum SHARK-VIS, peristiwa permukaan seperti itu tidak mungkin diamati dari Bumi.”
Meskipun gambar teleskop dalam inframerah dapat mendeteksi titik panas yang disebabkan oleh letusan gunung berapi yang sedang berlangsung, gambar tersebut tidak cukup tajam untuk mengungkap detail permukaan dan secara jelas mengidentifikasi lokasi letusan, jelas rekan penulis Imke de Pater, profesor emerita astronomi di Universitas Kalifornia – Berkeley.
“Gambar yang lebih tajam pada panjang gelombang tampak seperti yang disediakan oleh SHARK-VIS dan LBT sangat penting untuk mengidentifikasi lokasi letusan dan perubahan permukaan yang tidak terdeteksi dalam inframerah, seperti endapan bulu baru,” kata de Pater, seraya menambahkan bahwa pengamatan cahaya tampak memberikan para peneliti dengan konteks penting untuk interpretasi pengamatan inframerah, termasuk pengamatan dari pesawat ruang angkasa seperti Juno, yang saat ini mengorbit Jupiter.
Kemajuan Teknologi dalam Astronomi Observasional
SHARK-VIS dibangun oleh Institut Astrofisika Nasional Italia di Observatorium Astronomi Roma dan dikelola oleh tim yang dipimpin oleh peneliti utama Fernando Pedichini, dibantu oleh manajer proyek Roberto Piazzesi. Pada tahun 2023, teleskop ini dipasang, bersama dengan instrumen inframerah dekat pelengkapnya SHARK-NIR, di LBT untuk sepenuhnya memanfaatkan sistem optik adaptif teleskop yang luar biasa. Instrumen ini memiliki kamera cepat dengan noise sangat rendah yang memungkinkannya mengamati langit dalam mode “pencitraan cepat”, menangkap rekaman gerak lambat yang membekukan distorsi optik yang disebabkan oleh turbulensi atmosfer, dan melakukan pasca-pemrosesan data ke tingkat yang belum pernah terjadi sebelumnya. ketajaman.
Gianluca Li Causi, manajer pemrosesan data SHARK-VIS di Institut Astrofisika Nasional Italia, menjelaskan cara kerjanya: “Kami memproses data kami di komputer untuk menghilangkan jejak jejak elektronik sensor. Kami kemudian memilih frame terbaik dan menggabungkannya menggunakan paket perangkat lunak yang sangat efisien yang disebut Kraken, yang dikembangkan oleh rekan kami Douglas Hope dan Stuart Jefferies dari Georgia State University. Kraken memungkinkan kita menghilangkan efek atmosfer, memperlihatkan Io dengan ketajaman yang luar biasa.”
Prospek Masa Depan dalam Pengamatan Tata Surya
Ilmuwan instrumen SHARK-VIS Simone Antoniucci mengatakan dia mengantisipasi pengamatan baru yang akan dilakukan terhadap objek-objek di seluruh tata surya.
“Visi tajam SHARK-VIS sangat cocok untuk mengamati permukaan banyak benda di tata surya, tidak hanya bulan dari planet raksasa tetapi juga asteroid,” katanya. “Kami telah mengamati beberapa di antaranya, dan datanya sedang dianalisis, dan berencana untuk mengamati lebih banyak lagi.”
