De nouvelles images de télescope de la lune Io de Jupiter rivalisent avec celles du vaisseau spatial

De nouvelles images de la lune Io parsemée de volcans de Jupiter, prises par le grand télescope binoculaire du mont Graham en Arizona, offrent la plus haute résolution d'Io jamais atteinte avec un instrument terrestre. Les observations ont été rendues possibles grâce à un nouvel instrument d'imagerie optique à contraste élevé, baptisé SHARK-VIS, et au système d'optique adaptative du télescope, qui compense le flou induit par les turbulences atmosphériques.

Les images, à paraître dans la revue Lettres de recherche géophysique, révèlent des caractéristiques de surface aussi petites que 50 miles de diamètre, une résolution spatiale qui jusqu'à présent n'était réalisable qu'avec un vaisseau spatial envoyé vers Jupiter. Selon l'équipe de recherche, cela équivaut à prendre une photo d'un objet de la taille d'une pièce d'un centime à une distance de 100 miles.

SHARK-VIS a permis aux chercheurs d'identifier un événement majeur de resurfaçage autour de Pelé, l'un des volcans les plus importants d'Io. Selon le premier auteur de l'article, Al Conrad, les éruptions sur Io, le corps volcanique le plus actif du système solaire, éclipsent leurs contemporaines sur Terre.

“Io présente donc une opportunité unique d'en apprendre davantage sur les puissantes éruptions qui ont contribué à façonner les surfaces de la Terre et de la Lune dans leur passé lointain”, a déclaré Conrad, scientifique associé à l'observatoire du grand télescope binoculaire. Le grand télescope binoculaire, ou LBT, fait partie de l'observatoire international du mont Graham, une division de l'observatoire Steward de l'université d'Arizona.

Conrad a ajouté que des études comme celle-ci aideront les chercheurs à comprendre pourquoi certains mondes du système solaire sont volcaniques mais pas d'autres. Ils pourraient également un jour faire la lumière sur les mondes volcaniques des systèmes d’exoplanètes autour des étoiles proches.

Légèrement plus grande que la lune terrestre, Io est la plus intérieure des lunes galiléennes de Jupiter, qui, en plus d'Io, comprennent Europe, Ganymède et Callisto. Enfermée dans un « tir à la corde » gravitationnel entre Jupiter, Europe et Ganymède, Io est constamment comprimée, entraînant une accumulation de chaleur de friction à l'intérieur, considérée comme la cause de son activité volcanique soutenue et généralisée.

En surveillant les éruptions à la surface d'Io, les scientifiques espèrent mieux comprendre le mouvement thermique des matériaux sous la surface de la lune, sa structure interne et, à terme, le mécanisme de réchauffement des marées responsable du volcanisme intense d'Io.

L'activité volcanique d'Io a été découverte pour la première fois en 1979, lorsque Linda Morabito, ingénieure de la mission Voyager de la NASA, a repéré un panache d'éruption sur l'une des images prises par le vaisseau spatial lors de son célèbre « Grand Tour » des planètes extérieures. Depuis lors, d'innombrables observations ont été réalisées qui documentent la nature agitée d'Io, à la fois à partir de télescopes spatiaux et terrestres.

Le co-auteur de l'étude, Ashley Davies, scientifique principal au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, a déclaré que la nouvelle image prise par SHARK-VIS est si riche en détails qu'elle a permis à l'équipe d'identifier un événement majeur de resurfaçage au cours duquel le panache s'est déposé autour d'un élément proéminent. Le volcan connu sous le nom de Pelé, situé dans l'hémisphère sud d'Io, près de l'équateur, est recouvert par les dépôts d'éruption du Pillan Patera, un volcan voisin. Une séquence d'éruption similaire a été observée par la sonde spatiale Galileo de la NASA, qui a exploré le système Jupiter entre 1995 et 2003.

“Nous interprétons les changements comme des dépôts de lave sombre et des dépôts blancs de dioxyde de soufre provenant d'une éruption à Pillan Patera, qui recouvrent partiellement le gisement de panache rouge et riche en soufre de Pelé”, a déclaré Davies. “Avant SHARK-VIS, de tels événements de refonte étaient impossibles à observer depuis la Terre.”

Bien que les images du télescope dans l'infrarouge puissent détecter les points chauds causés par les éruptions volcaniques en cours, elles ne sont pas assez nettes pour révéler les détails de la surface et identifier sans ambiguïté les emplacements des éruptions, a expliqué le co-auteur Imke de Pater, professeur émérite d'astronomie à l'Université de Californie—Berkeley.

“Des images plus nettes aux longueurs d'onde visibles comme celles fournies par SHARK-VIS et LBT sont essentielles pour identifier à la fois les emplacements des éruptions et les changements de surface non détectables dans l'infrarouge, tels que les nouveaux dépôts de panaches”, a déclaré de Pater, ajoutant que les observations en lumière visible fournissent aux chercheurs avec un contexte vital pour l’interprétation des observations infrarouges, y compris celles provenant de vaisseaux spatiaux tels que Juno, qui orbite actuellement autour de Jupiter.

SHARK-VIS a été construit par l'Institut national italien d'astrophysique de l'Observatoire astronomique de Rome et est géré par une équipe dirigée par le chercheur principal Fernando Pedichini, assisté du chef de projet Roberto Piazzesi.

En 2023, il a été installé, avec son instrument complémentaire proche infrarouge SHARK-NIR, au LBT pour profiter pleinement de l'exceptionnel système d'optique adaptative du télescope. L'instrument abrite une caméra rapide à très faible bruit qui lui permet d'observer le ciel en mode « imagerie rapide », de capturer des images au ralenti qui figent les distorsions optiques causées par les turbulences atmosphériques et de post-traiter les données à un niveau sans précédent. acuité.

Gianluca Li Causi, responsable du traitement des données pour SHARK-VIS à l'Institut national italien d'astrophysique, a expliqué : « Nous traitons nos données sur ordinateur pour supprimer toute trace de l'empreinte électronique du capteur. Nous sélectionnons ensuite les meilleures images et les combinons à l'aide d'un Un logiciel très efficace appelé Kraken, développé par nos collègues Douglas Hope et Stuart Jefferies de la Georgia State University, nous permet de supprimer les effets atmosphériques, révélant Io avec une netteté incroyable.

Simone Antoniucci, scientifique de l'instrument SHARK-VIS, a déclaré qu'il s'attend à ce que de nouvelles observations soient faites sur des objets dans tout le système solaire.

“La vision fine de SHARK-VIS est particulièrement adaptée à l'observation des surfaces de nombreux corps du système solaire, non seulement des lunes de planètes géantes mais aussi des astéroïdes”, a-t-il déclaré. “Nous en avons déjà observé certains, avec les données en cours d'analyse, et prévoyons d'en observer davantage.”