Der vulkanischste Körper im Sonnensystem hat vielleicht doch keinen Magma-Ozean unter seiner Oberfläche. Wissenschaftler hatten gedacht, dass Magnetfeldschwankungen um Jupiters Mond Io, wie sie vor Jahren von der NASA-Raumsonde Galileo gemessen wurden, auf Wechselwirkungen zwischen dem Magmaozean von Io und dem Magnetfeld des Gasriesen zurückzuführen sind.Neuere Forschungen deuten jedoch darauf hin, dass die gleichen Variationen durch Wechselwirkungen zwischen Jupiters Magnetfeld und Io’s vulkangespeister Atmosphäre verursacht werden könnten. Ein Magmaozean auf Io ist zwar nicht ausgeschlossen, aber nicht erforderlich, berichtet die Studie.Related: Erstaunliche Fotos: Jupiters vulkanischer Mond IoAls König der Planeten verfügt Jupiter über die größte Magnetosphäre des Sonnensystems, die Hülle aus geladenem Plasma um ein Objekt, in dem sein Magnetfeld dominiert. Die meisten Jupitermonde, einschließlich Io, sind in die Magnetosphäre eingebettet, und ihre Atmosphären und Magnetfelder können mit der größeren Struktur interagieren.Galileo machte zwischen 1999 und 2002 sechs Vorbeiflüge an Io, während er das Jupitersystem erforschte. Diese Vorbeiflüge enthüllten die Wechselwirkung des Mondes mit dem Magnetfeld des Planeten und führten die Forscher zusammen mit seinem ausgedehnten Vulkanismus zu dem Schluss, dass Io einen Magmaozean unter seiner Oberfläche verbarg.Aber laufende Studien der Mondatmosphäre haben es einem separaten Team von Wissenschaftlern ermöglicht, eine neue Bestandsaufnahme der Galileo-Daten zu machen. Die jüngsten Forschungsergebnisse legen nahe, dass allein die vulkanisch veränderte Atmosphäre für die von Galileo beobachteten Veränderungen verantwortlich sein könnte.Die ursprüngliche Forschung, die 2011 veröffentlicht wurde, ging von einer viel dünneren Atmosphäre aus, als nachfolgende Beobachtungen durch eine Vielzahl von Instrumenten ergaben.“Wir haben eine dickere Atmosphäre mit Asymmetrien betrachtet und festgestellt, dass ein Magnetfeld aus einem Magma-Ozean nicht benötigt wird, um die gleichen Daten zu erklären“, sagte Aljona Blocker, Forscherin an der Universität zu Köln und Hauptautorin der Studie Space.com per E-Mail.

Patchy magnetic fields

With more than 150 known volcanic hotspots, Io easily qualifies as the most volcanic body in the solar system. Gas-und Staubwolken aus 16 verschiedenen vulkanischen Zentren wurden beobachtet, klettern bis zu einer Höhe von 250 Meilen (400 Kilometer), wodurch eine fleckige, schwefelreiche Atmosphäre. Wenn Io durch Jupiters Schatten reist, bricht die Atmosphäre in Frost zusammen und verdunstet wieder zu Gas, sobald der Mond auftaucht.

Seit dem Abschluss der Galileo-Mission haben Forscher erd- und weltraumbasierte Instrumente eingesetzt, um die Atmosphäre von Io zu untersuchen. Diese Beobachtungen zeigten, wie sich die Dichte der Atmosphäre aufgrund ihrer Lage über dem Mond ändert, wobei die Atmosphäre über den Polen dünner ist als am Äquator.Im Gegensatz zur Erde, deren sich drehender Eisenkern ein planetenweites Magnetfeld erzeugt, hat Io kein eigenes Magnetfeld. Stattdessen ist es unter Jupiters massiver Magnetosphäre gehüllt.“Io hätte keine Magnetfelder, wenn es aus der Magnetosphäre des Jupiter genommen und in den leeren Raum gebracht würde“, sagte Blocker.Blocker und ihre Kollegen modellierten Wechselwirkungen zwischen der Atmosphäre von Io, um zu bestimmen, wie die Luft die umgebende Jupiter-Magnetosphäre beeinflusst. Sie untersuchten vor allem, wie die von den Vulkanen Tvashtar und Pele erzeugten Federn die Plasmaumgebung des Mondes beeinflussen. Tvashtar liegt in der Nähe des Nordpols von Io, während Pele näher am Äquator liegt. Die beiden liegen auf fast gegenüberliegenden Seiten des Mondes, so dass, wenn einer am Tageslicht sitzt, der andere in der Dunkelheit ist.

Die Forscher fanden heraus, dass die Veränderungen, die durch die Wechselwirkung der Atmosphäre mit dem Plasma erzeugt werden, ausreichen, um die Messungen von Galileo zu erklären. Polarfahnen hatten eine stärkere Wirkung auf das den Mond umgebende Magnetfeld, während Federn in der Nähe des Äquators viel schwächere Veränderungen verursachten. Sie stellten auch fest, dass sich die Ionosphäre von Io — die obere Atmosphäre, in der geladene Teilchen leben — aufgrund vulkanischer Aktivität verändert. Solche Veränderungen allein reichen aus, um Galileos Beobachtungen zu erklären, schlussfolgerte das Team

Dieses Ergebnis stimmt mit der Entdeckung des Teams aus dem Jahr 2017 überein, dass Io’s Polarlichtflecken nicht mit einem Magmaozean übereinstimmen.

Es ist immer noch möglich, dass ein Magma-Ozean unter Io’s Oberfläche fließt; die neuen Erkenntnisse schließen es einfach als eine Notwendigkeit aus. Weitere geophysikalische Beobachtungen, die nicht auf Messungen der Ladungsumgebung beruhen, könnten dazu beitragen, das Vorhandensein eines Magmaozeans aufzudecken, falls vorhanden, sagte Blocker.“Wir benötigen mehr Messungen von Io’s Umgebung von zukünftigen Raumfahrzeugmissionen, um Io’s innere Struktur und … Atmosphäre einzuschränken“, sagte sie.

Die Ergebnisse wurden im vergangenen Herbst im Journal of Geophysical Research: Space Physics veröffentlicht.

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