Krajina sopek: Bouřlivý svět vulkánů Jupiterova měsíce Io

Když 5. března 1979 prolétla kolem měsíce Io americká sonda Voyager 1, nic nenasvědčovalo tomu, že by nás galileovské měsíce mohly ještě něčím překvapit. S daným vědomím nastoupila v pátek 9. března do služby Linda Morabitová, která zajišťovala přenos a vyhodnocování snímků. Hledala na záběrech hvězdy, jejichž pomocí se zpřesňovaly parametry drah zmíněných měsíců i samotného automatického průzkumníka. 

S využitím speciální zobrazovací jednotky si Morabitová postupně vyvolávala na monitor jednotlivé fotografie. Dostala se tak i k záběru, který sonda pořídila předchozího dne v pět hodin ráno, a pátrala na něm po jedné konkrétní slabé stálici. Zvýšila proto jas obrazovky na maximum. Vtom si všimla, že nad světlým okrajem měsíce Io vystoupil jako přízrak ze tmy jakýsi chochol. „Nikdy předtím jsem nic podobného neviděla a myslím, že ani nikdo jiný,“ líčila astronomka později. Co to mohlo být? Přizvaní kolegové postupně vylučovali jednu možnost za druhou, až zbyl jen docela obyčejný oblak. Nebo snad vulkán? To by se však muselo jednat o sopku, jež vybuchla právě v daném okamžiku, doslova před očima vědců! Bylo to vůbec možné?

Objev jako na zavolanou

Zdá se to až neuvěřitelné, ale sopečnou činnost na Io začali odborníci tušit dlouhé měsíce před jejím skutečným objevem. Stanton Peale z University of California v Santa Barbaře a Patrick Cassen s Rayem Reynoldsem z NASA Ames Research Center připravili pro časopis Science článek, v němž se zaměřili na parametry dráhy měsíce. Třetí největší průvodce Jupitera neobíhá mateřskou planetu po přesně kruhové trajektorii, nýbrž po mírně výstředné elipse. Takový pohyb přitom znamená, že je-li souputník k plynnému obrovi blíž, krouží rychleji, a nachází-li se od něj dál, zpomalí. 

Snímek, na němž Linda Morabitová objevila aktivní sopku na měsíci Io, v podobě chocholu nad levou částí disku. Světlá skvrna na rozhraní světla a stínu odpovídá erupci sopky Loki. (foto: Wikimedia Commons, NASA, CC0)

Zatímco na své dráze se Io pohybuje nerovnoměrně, rotuje naprosto pravidelně – což by nebylo nijak zvláštní nebýt faktu, že Jupiter představuje skutečně obří těleso, 318krát hmotnější než Země. Nastává tak zcela odlišná situace než v případě systému naší planety a jejího souputníka, jejichž poměr hmotností činí jen 81 : 1. Co to pro Io znamená? Dlouhodobým působením slapových sil Jupitera se v jeho delší ose vytvořila několikakilometrová výduť, jež by měla mířit neustále ke středu gigantické planety, jenže se tak neděje. Výsledkem pohybu měsíce je proměnné gravitační působení Jupitera a periodické natáčení výdutě vzhledem k plynnému obrovi. Síly mateřské planety tudíž přirozený satelit mačkají a natahují, čímž se jeho nitro zahřívá. 

Článek, který tímto způsobem předpověděl sopečnou činnost na Io, vyšel 2. března 1979 čili týden před objevem Lindy Morabitové! A navíc v něm autoři zmínili, že by jejich teorii mohl potvrdit právě Voyager: „Slapové působení Jupitera na Io může vést k výrazné diferenciaci látky a k odplynění nitra měsíce. Důsledky jeho silně nataveného středu by mohly být zřejmé na snímcích, jež pořídí Voyager.“ 

Sopečná mračna

I když hrstka vědců vulkanickou aktivitu na Io předpokládala, její rozsah všechny překvapil. Oblak sopečného materiálu ve tvaru deštníku, který Morabitová objevila na fotografii z Voyageru, dosahoval výšky přes 250 km. A nebyl jediný. Ze stejného průletu se podařilo identifikovat dalších osm podobných mračen. Jelikož na měsíci zcela chybějí impaktní krátery, jeho povrch musí být geologicky velmi mladý. Odborníci se shodují, že za „omlazování“ terénu zodpovídají především eruptivní výrony sopečného materiálu, jenž postupně překrývá povrch satelitu.

Dokončení: Krajina sopek (2): Bouřlivý svět vulkánů Jupiterova měsíce Io

Následný průzkum ukázal stovky vulkanických center, rozsáhlé proudy lávy a hory vyšší než Everest. Nejzajímavější kategorii tvoří deprese s příkrými svahy, označované jako patera. Dosahují průměru desítek až stovek kilometrů a největší z nich, Tvashtar Paterae, měří přes 300 km. Vědci na měsíci identifikovali zhruba 150 zmíněných formací, z čehož dvě třetiny jsou v současnosti aktivní. Tvarem velmi připomínají pozemské kaldery čili kotlovité prohlubně vznikající při kolapsu nebo naopak odstřelení vrcholové části sopky. Mechanismus zrodu podobných útvarů na Io se však dosud nepodařilo uspokojivě vysvětlit.

Io versus Měsíc