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    LBT OSSERVA IL VULCANO SULLA LUNA DI GIOVE IO. Una occultazione tra due satelliti di Giove osservata dal più grande telescopio binoculare al mondo, equipaggiato con un sofisticato sistema di ottica adattiva, ha permesso a un team internazionale di astronomi di ricostruire una dettagliata mappa del più potente vulcano attivo nel nostro Sistema solare. Il commento di Carmelo Arcidiacono, ricercatore dell’Inaf.

    Un mosaico ottenuto dalle immagini della Voyager 1, mostra i numerosi vulcani dell'area in cui si trova il grande lago di lava chiamato Loki Patera. Lo si riconosce dalla scura forma a scudo, nella parte bassa dell'immagine. Il calore emesso da Loki lo si può chiaramente vedere attraverso telescopi da Terra. Le osservazioni, fin dal passaggio ravvicinato della Voyager 1 nel 1979, ci dicono che Io è sempre stata una luna attiva dal punto di vista vulcanico, e queste zone hanno conitnuamente mostrato la loro attività. La composizione della zona non è stata ancora determinata, ma è probabile sia fortemente dominata da zolfo The composition of Io's volcanic plains and lava flows has not been determined, but they could consist dominantly of sulfur with surface frosts of sulfur dioxide or of silicates (such as basalts) encrusted with sulfur and sulfur dioxide condensates. The bright whitish patches probably consist of freshly deposited SO2 frost. The black spots, including Loki, are probably hot sulfur lava, which may remain molten by intrusions of molten silicate magma, coming up from deeper within Io. The ultimate source of heat that keeps Io active is tidal frictional heating due to the continual flexure of Io by the gravity of Jupiter and Europa, another of Jupiter's satellites. Crediti: NASA/JPL/USGS

    Certe occasioni vanno prese al volo. Lo sanno bene anche gli astronomi che hanno sfruttato una rara occultazione di Io, uno dei satelliti del pianeta Giove, da parte di Europa, un’altra luna del gigante del Sistema solare. Il loro scopo era quello di osservare con il grande telescopio binoculare LBT (Large Binocular Telescope), in Arizona, un gigantesco lago di lava presente su Io, ma sono andati oltre, riuscendo perfino a identificare le sorgenti e i percorsi di due diverse onde di magma che formano e rinnovano la sua superficie.

    Serie di immagini di Lbt nella banda dell’infrarosso termico che mostrano il passaggio di Europa, luna di Giove, davanti a Io, un’altro tra i maggiori satelliti naturali del pianeta. Il vulcano Loki Patera è la macchia brillante nella zona superiore del disco. Europa appare scura perché il ghiaccio d’acqua che ricopre la sua superficie assorbe gran parte della luce solare in quella banda di radiazione. Crediti: Large Binocular Telescope Observatory

    I ricercatori hanno sfruttato questo il fenomeno astronomico, avvenuto l’8 marzo del 2015, osservandolo nella banda dell’infrarosso “termico”: a quelle lunghezze d’onda Io risulta molto più brillante di Europa, che appare come un disco scuro in transito davanti ad esso. Questo perché Europa è molto più fredda essendo coperta da una spessa coltre di ghiacci. Questo contrasto nella radiazione emessa dai due corpi celesti ha consentito di identificare con precisione il segnale emesso dal magma incandescente presente sulla superficie di Io, molto intenso in quella banda di radiazione. Questa fortunata combinazione ha imposto al team una programmazione delle osservazioni al limite delle capacità tecniche del telescopio: nel passaggio di Europa davanti ad Io, il vulcano Loki Patera scelto per lo studio sarebbe stato interessato dall’occultazione in un arco di tempo di appena 10 secondi. Per ottenere una mappa accurata della zona, Lbt ha raccolto una raffica di immagini di Io ad intervalli di meno di 15 centesimi di secondo tra l’una e l’altra.

    Il mix tra le imponenti dimensioni degli specchi principali di Lbt, da 8,4 metri di diametro ciascuno, il suo sofisticato sistema di ottica adattiva, che ha drasticamente ridotto gli effetti negativi della turbolenza dell’atmosfera terrestre sulla qualità delle riprese, e un raffinato sistema di elaborazione dei segnali raccolti ha così permesso agli scienziati di scoprire che temperatura del materiale che ricopre il Loki Patera aumenta progressivamente tra un estremo e l’altro della regione.

    Suggerendo così che si siano verificate una serie di eruzioni che hanno rinnovato e stratificato la crosta della caldera. Questi poderosi moti avrebbero innescato delle vere e proprie onde che si sono propagate con una velocità di circa uno e due chilometri al giorno.

    Katherine de Kleer. Crediti: Università della California a Berkeley (USA)

    «Se immaginiamo Loki Patera come un lago di lava, esso supera di più di un milione di volte quelli che sono presenti qui sulla Terra» dice Katherine de Kleer, giovane ricercatrice dell’Universita della California a Berkeley (Usa), prima autrice dello studio pubblicato sull’ultimo numero della rivista Nature. «In questa regione, porzioni di crosta fredda sprofondano, portando alla luce magma incandescente che è assai luminoso nell’infrarosso».

    Io e la sua poderosa attività vulcanica erano stati già studiati, sempre con il telescopio Lbt, di cui l’Italia con l’Inaf è uno dei partner, da un gruppo di scienziati tra cui Carmelo Arcidiacono, ricercatore dell’Istituto nazionale di astrofisica a Bologna, al quale abbiamo chiesto un commento.

    «Nel 2014 è iniziata una campagna di monitoraggio del vulcanismo di Io, diventando il target preferito per le osservazioni interferometriche di Lbt» ricorda Arcidiacono. «Già nel 2015 abbiamo pubblicato il primo articolo di Lbt sull’attività eruttiva nel Loki Patera, il più potente vulcano attivo nel nostro Sistema solare. Nel marzo 2015 si presentò la rara occasione di osservare il passaggio del disco freddo e scuro di Europa di fronte al brillante Io. Questa eclisse ha permesso di ottenere dettagli fino a 2 km della struttura della caldera, grazie all’alta risoluzione data dall’interferometria su Lbt e acquisendo 8 immagini al secondo. Così de Kleer e il suo team hanno dedotto la presenza di due sorgenti eruttive che, seppur vicine, hanno composizione delle lave differenti».

    Guarda il servizio su Media Inaf Tv:


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