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Ios Vulkangase sichtbar gemacht

ALMA-Aufnahme des Jupitermonds zeigt die Zusammensetzung seiner Gashülle

Io
Gase in der Atmosphäre des Jupitermonds Io. © ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/ I. de Pater et al., NRAO/AUI NSF, S. Dagnello, NASA/ESA

Das hier sichtbare farbenfrohe Leuchten ist keine psychedelische Aura, sondern zeigt die Gase in der Atmosphäre des Jupitermonds Io. Die Radioteleskope des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) machen diese Gase als farbige Schleier sichtbar. Dadurch konnten Planetenforscher ermitteln, welcher Teil der Io-Atmosphäre aus Vulkanausbrüchen stammt.

Io ist der vulkanisch aktivste Himmelskörper in unserem Sonnensystem. Mehr als 400 Vulkane überziehen seine schweflig-gelbe Oberfläche und immer wieder kommt es zu Mega-Eruptionen, die Schwefelgase weit ins All hinausschleudern. Ursache für den Vulkanismus sind die Gezeitenkräfte des Gasriesen Jupiter. Sie walken den Mond so stark durch, dass sein Inneres glutflüssig ist und ein Magmaozean unter seiner Kruste die Vulkane speist.

Schwefelgase sichtbar gemacht

Diese Aufnahme verdeutlicht, welchen Einfluss die Vulkanausbrüche auf die dünne Atmosphäre des Jupitermonds haben. Aufgenommen vom Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), leuchtet Io hier im Radiowellenbereich von 880 Mikrometer Wellenlänge. Dies macht die Gase sichtbar, die in der dünne Gashülle des Monds präsent sind.

In Gelb zu sehen sind die großen Wolken von Schwefeldioxid, die von den Vulkanen des Jupitermonds aufsteigen. Diese Aufnahme zeigt die Gasverteilung zu einem Zeitpunkt, an dem Io dem Sonnenlicht ausgesetzt ist. Wenn der Mond allerdings in den Jupiterschatten eintaucht, kühlt sich seine Gashülle so stark ab, dass ein Großteil der Gase ausfriert und als „Schwefelschnee“ auf die Oberfläche niedergeht. Wandert Io dann zurück ins Sonnenlicht, gast ein Teil dieses Schnees wieder aus.

Frost im Jupiterschatten

Genau dies haben nun Forscher Imke de Pater von der University of California in Berkeley genutzt, um zu ermitteln, wie hoch der Anteil der direkten vulkanischen Ausgasungen an Ios Atmosphäre ist. Dafür beobachteten sie mit ALMA die Veränderungen in der Gashülle des Jupitermond einmal beim Hineinwandern in den Jupiterschatten und zweimal beim Wiederauftauchen.

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Der Clou daran: Die Gase, die während der Schattenphase trotz Kälte in der Io-Atmosphäre nachweisbar sind, müssen frisch und heiß von Vulkanen ausgestoßen worden sein. „Während dieser Zeit sehen wir nur das vulkanische Schwefeldioxid in der Gashülle. Wir können dadurch genau feststellen, welcher Anteil der Atmosphäre auf die Vulkanaktivität zurückgeht“, erklärt Koautorin Statia Luszcz-Cook von der Columbia University in New York.

Dabei zeigte sich, dass die „frischen“ Vulkangase rund 30 bis 50 Prozent des Schwefeldioxids in der Io-Atmosphäre ausmachen. Bei einigen Vulkanen jedoch hatten die Eruptionswolken offenbar eine andere Zusammensetzung: „Wir haben Kaliumchlorid in diesen Vulkanregionen gesehen, dafür kein Schwefeldioxid und Schwefelmonoxid“, berichtet Luszcz-Cook. „Das ist ein starkes Indiz dafür, dass sich die Magmareservoire unter Ios Vulkanen unterscheiden.“

Quelle: National Radio Astronomy Observatory

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