Les nouvelles découvertes de la sonde Juno de la NASA fournissent une image plus complète de l’étendue des lacs de lave sur la lune Io de Jupiter et incluent des informations pour la première fois sur les processus volcaniques à l’œuvre là-bas. Ces résultats proviennent de l’instrument Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM) de Juno, fourni par l’Agence spatiale italienne, qui « voit » dans la lumière infrarouge. Les chercheurs ont publié un article sur les découvertes volcaniques les plus récentes de Juno en Communications Terre et Environnement.
Io intrigue les astronomes depuis 1610, lorsque Galileo Galilei a découvert pour la première fois la lune jovienne, légèrement plus grande que la Terre. Quelque 369 ans plus tard, la sonde spatiale Voyager 1 de la NASA a capturé une éruption volcanique sur la Lune. Des missions ultérieures vers Jupiter, avec davantage de survols d’Io, ont découvert des panaches supplémentaires, ainsi que des lacs de lave. Les scientifiques pensent désormais que Io, qui est étirée et comprimée comme un accordéon par les lunes voisines et par le massif de Jupiter lui-même, est le monde le plus volcaniquement actif du système solaire. Mais bien qu’il existe de nombreuses théories sur les types d’éruptions volcaniques à la surface de la Lune, il existe peu de données à l’appui.
En mai et octobre 2023, Juno a survolé Io, se trouvant respectivement à environ 21 700 milles (35 000 kilomètres) et 8 100 milles (13 000 kilomètres). Parmi les instruments de Juno qui ont pu observer de près la séduisante lune se trouvait JIRAM.
Conçu pour capturer la lumière infrarouge (qui n’est pas visible à l’œil humain) émergeant des profondeurs de Jupiter, JIRAM sonde la couche météorologique jusqu’à 30 à 45 miles (50 à 70 kilomètres) sous les sommets des nuages de la géante gazeuse. Mais au cours de la mission prolongée de Juno, l’équipe de mission a également utilisé l’instrument pour étudier les lunes Io, Europe, Ganymède et Callisto. L’imagerie JIRAM Io a montré la présence d’anneaux brillants entourant le sol de nombreux points chauds.
« La haute résolution spatiale des images infrarouges de JIRAM, combinée à la position favorable de Juno lors des survols, a révélé que toute la surface d’Io est recouverte de lacs de lave contenus dans des formations ressemblant à des caldeiras », a déclaré Alessandro Mura, co-enquêteur de Juno. de l’Institut National d’Astrophysique de Rome. « Dans la région de la surface d’Io dans laquelle nous disposons des données les plus complètes, nous estimons qu’environ 3 % de celle-ci est recouverte par l’un de ces lacs de lave en fusion. » (Une caldeira est une grande dépression formée lorsqu’un volcan entre en éruption et s’effondre.)
Lacs cracheurs de feu
Les données de survol d’Io de JIRAM mettent non seulement en évidence les abondantes réserves de lave de la lune, mais donnent également un aperçu de ce qui pourrait se passer sous la surface. Les images infrarouges de plusieurs lacs de lave Io montrent un mince cercle de lave à la frontière, entre la croûte centrale qui recouvre la majeure partie du lac de lave et les parois du lac. Le recyclage de la fonte est impliqué par l’absence de coulées de lave sur et au-delà du bord du lac, ce qui indique qu’il existe un équilibre entre la fonte qui a éclaté dans les lacs de lave et la fonte qui est recirculée dans le système souterrain.
« Nous avons désormais une idée de ce qui est le type de volcanisme le plus fréquent sur Io : d’énormes lacs de lave où le magma monte et descend », a expliqué Mura. « La croûte de lave est forcée de se briser contre les parois du lac, formant l’anneau de lave typique observé dans les lacs de lave hawaïens. Les parois mesurent probablement des centaines de mètres de haut, ce qui explique pourquoi on n’observe généralement pas de magma s’échappant des patères »— des éléments en forme de bol créés par le volcanisme – « et se déplaçant sur la surface de la lune ».
Cette animation est une conception artistique de Loki Patera, un lac de lave sur la lune Io de Jupiter, réalisée à l’aide des données de l’imageur JunoCam à bord du vaisseau spatial Juno de la NASA. Avec plusieurs îles à l’intérieur, Loki est une dépression remplie de magma et bordée de lave en fusion. Crédit : NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS
Les données du JIRAM suggèrent que la majeure partie de la surface de ces points chauds d’Io est composée d’une croûte rocheuse qui monte et descend cycliquement comme une surface contiguë en raison de la remontée centrale du magma. Dans cette hypothèse, la croûte touchant les parois du lac, la friction l’empêche de glisser, la déformant et finissant par se briser, exposant la lave juste sous la surface.
Une autre hypothèse reste d’actualité : du magma surgit au milieu du lac, s’étale et forme une croûte qui s’enfonce le long du bord du lac, exposant la lave.
« Nous commençons tout juste à examiner les résultats JIRAM des survols rapprochés d’Io en décembre 2023 et février 2024 », a déclaré Scott Bolton, chercheur principal pour Juno au Southwest Research Institute de San Antonio. « Les observations montrent de nouvelles informations fascinantes sur les processus volcaniques d’Io. En combinant ces nouveaux résultats avec la campagne à plus long terme de Juno pour surveiller et cartographier les volcans des pôles nord et sud d’Io, encore jamais vus, JIRAM s’avère être l’un des plus des outils précieux pour apprendre comment fonctionne ce monde torturé.
Juno a effectué son 62e survol de Jupiter, qui comprenait un survol de Io à une altitude d’environ 18 175 milles (29 250 kilomètres), le 13 juin. Le 63e survol de la géante gazeuse est prévu pour le 16 juillet.
Plus d’information:
Alessandro Mura et al, Anneaux chauds sur Io observés par Juno/JIRAM, Communications Terre et Environnement (2024). DOI : 10.1038/s43247-024-01486-5