Imágenes revelan cicatrices de una gran erupción en Ío

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De todos los mundos volcánicamente activos conocidos en nuestro sistema solar—, incluida la Tierra y algunas lunas de Júpiter, Saturno y Neptuno—, la luna joviana Ío es el más inquieto. Su superficie cuenta con flujos de lava activos, burbujeantes lagos de lava fundida, y más de 400 volcanes.

El resumen del paper señala: Desde que se descubrió por primera vez actividad volcánica en Ío a partir de imágenes de la Voyager en 1979, los cambios en la superficie de Ío han sido monitoreados tanto desde naves espaciales como desde telescopios terrestres. Aquí presentamos las imágenes de Ío con mayor resolución espacial jamás obtenidas por un telescopio terrestre. Estas imágenes, adquiridas por el instrumento SHARK-VIS del Gran Telescopio Binocular, muestran evidencia de un importante evento de resurgimiento en el hemisferio posterior de Ío. En comparación con las imágenes más recientes de naves espaciales, las imágenes de SHARK-VIS muestran que un depósito de penacho de una poderosa erupción en Pillan Patera ha cubierto parte del depósito de penacho de larga vida de Pele. Aunque este tipo de evento de resurgimiento puede ser común en Ío, se han detectado pocos debido a la rareza de las visitas de naves espaciales y a la resolución espacial previamente baja disponible en los telescopios terrestres. El instrumento SHARK-VIS marca el comienzo de una nueva era de imágenes de alta resolución de la superficie de Ío utilizando óptica adaptativa en longitudes de onda visibles.

Ahora, Conrad et al. presentaron las imágenes de Ío de mayor resolución jamás capturadas por un instrumento terrestre. Estas capturas en longitud de onda visible revelan características de la superficie del satélite de Júpiter que insinúan una poderosa erupción reciente en esa luna y demuestran la capacidad de la nueva tecnología para mejorar drásticamente el monitoreo de Ío y otros mundos en nuestro sistema solar.

Imágenes de Ío obtenidas con SHARK-VIS en el LBT en noviembre de 2023 y enero de 2024. Las imágenes se vuelven a escalar al diámetro aparente de Ío. La tercera fila muestra las imágenes deconvolucionadas con Kraken de enero de 2024. El filtro utilizado se muestra en cada imagen. El Norte de Ío está aproximadamente en la parte superior. Crédito de la imagen: Al Conrad et .al

SHARK-VIS, La tecnología en cuestión, es un nuevo instrumento de captura de imágenes ópticas de alto contraste instalado en 2023 en el Gran Telescopio Binocular (LBT, por Large Binocular Telescope) en el monte Graham en Arizona. SHARK-VIS (Sistema de Alto Contraste y Coronografía de R a K en Bandas Visuales) mitiga el desenfoque causado por la turbulencia atmosférica de la Tierra, produciendo imágenes que después del posprocesamiento con el software de restauración de imágenes Kraken, exhiben una resolución 3 veces mayor que la de las imágenes de luz visible obtenidas por el Telescopio Espacial Hubble. Previamente, sólo las naves espaciales o el Hubble podían capturar imágenes de luz visible de Ío. Pero ahora LBT puede capturar características en la superficie de Ío a menos de 80 kilómetros de ancho, en comparación con tomar un imagen de un objeto del tamaño de una moneda de diez centavos desde poco más de 160 kilómetros de distancia.

La imagen de detección de SHARK-VIS el 23 de noviembre de 2023 (arriba a la izquierda), el 10 de enero de 2024 (arriba a la derecha) y la reproyección del fotomosaico de Ío derivado de las naves espaciales Voyager y Galileo del 10 de enero de 2024 (centro)(Becker & Geissler, 2005)

Después de la instalación de SHARK-VIS, los investigadores utilizaron el telescopio para observar Ío en noviembre de 2023 y enero de 2024. Al observar con detalle las imágenes, notaron algo curioso: un conocido anillo anular de depósitos de un volcán en continua erupción llamado Pele parecía haber estado parcialmente cubierto por otros depósitos multicolores.

Ío, la luna de Júpiter, captada por SHARK-VIS el 10 de enero de 2024. Esta es la imagen de Ío con la resolución más alta jamás obtenida por un telescopio en la superficie terrestre. Crédito de la imagen: INAF/Large Binocular Telescope Observatory/Georgia State University; IRV-band observations by SHARK-VIS/F. Pedichini; processing by D. Hope, S. Jefferies, G. Li Causi

Al cruzar esta información con datos previamente capturados por otros instrumentos, el equipo de investigación concluyó que lo más probable es que estuvieran analizando las consecuencias de una gran erupción en 2021 de un volcán cercano llamado Pillan Patera.

Cuatro imágenes posteriores a la erupción de Pillan Patera en 1997 que muestran el depósito del penacho que cubre una parte del anillo rojo de Pele por más de 2 años. Abril de 1997 (izquierda): preerupción. Septiembre de 1997 (centro izquierda). Es posible que la erupción haya comenzado en mayo, pero sólo alcanzó su punto máximo en junio (Davies et al., 2001) y luego disminuyeron constantemente las emisiones térmicas durante los años siguientes. Julio de 1999 (centro derecha): los depósitos de la pluma de Pele habían comenzado a enterrar los depósitos de Pillan, pero todavía hay evidencia de una interacción entre la pluma de Pele y la desgasificación del sitio de la erupción de Pillan y/o los flujos emplazados. Diciembre de 2000 (órbita 29 de Galileo): la columna de Pele se ha recuperado por completo. (Créditos de las imágenes: NASA/JPL/Universidad de Arizona. Los tres paneles de la izquierda son de Photojournal. El panel de la derecha es de Photojournal

Otros eventos similares podrían ser comunes en Ío. Pero como las visitas de naves espaciales a esa luna son pocas y espaciadas y existían sólo imágenes de baja resolución que antes se captaron con telescopios en la superficie terrestre, los investigadores han tenido escasas oportunidades de detectarlas.

SHARK-VIS aportará en los años venideros la capacidad de monitorear de cerca la superficie de Ío en los años, y permitirá una comprensión más profunda de la dinámica volcánica de la luna joviana. La tecnología también debería posibilitar imágenes de alta resolución de otros cuerpos de nuestro sistema solar, incluidas otras lunas, planetas y asteroides. ( Geophysical Research Letters, 2024)

Imágenes de Keck y Gemini de Ío en la banda Lp (3,8 μm) de Pele/Pillan, que no muestran emisiones en Pillan Patera ni en sus alrededores inmediatos. Las imágenes del 15 de diciembre de 2021 y de junio de 2022 están tomadas con el telescopio Gemini. Todas las demás imágenes fueron tomadas con el telescopio Keck. Las imágenes del 2 de diciembre de 2022, 13 y 18 de junio de 2023 son del sitio web de Keck Twilight Zone https://www2.keck.hawaii.edu/inst/tda/TwilightZone.html. Todas las imágenes tienen el Norte de Ío arriba y hay flechas que indican a Pele.

Importante
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El paper Observation of Io’s Resurfacing via Plume Deposition Using Ground-Based Adaptive Optics at Visible Wavelengths With LBT SHARK-VIS fue publicado en Geophysical Research Letters el 4 de junio de 2024 y fue corregido el 20 de junio de 2024. Tiene como autores: Al Conrad, Fernando Pedichini, Gianluca Li Causi, Simone Antoniucci, Imke de Pater, Ashley Gerard Davies, Katherine de Kleer, Roberto Piazzesi, Vincenzo Testa, Piero Vaccari, Martina Vicinanza, Jennifer Power, Steve Ertel, Joseph C. Shields, Sam Ragland, Fabrizio Giorgi, Stuart M. Jefferies, Douglas Hope, Jason Perry, David A. Williams, David M. Nelson
Citation: Stanley, S. (2024), Supersharp images reveal scars of major eruption on Io, Eos, 105, https://doi.org/10.1029/2024EO240278. Published on 3 July 2024.