Пеле (вулкан)

Пеле — действующий вулкан на поверхности спутника Юпитера Ио . Он расположен на заднем полушарии Ио в точке с координатами 18°42′S 255°18′W / 18.7°S 255.3°W / -18.7; -255.3 . ^[1] Большой вулканический шлейф высотой 300 километров (190 миль) наблюдался на Пеле различными космическими аппаратами, начиная с Вояджера 1 в 1979 году, хотя он не был постоянным. ^[2] Открытие шлейфа Пеле 8 марта 1979 года подтвердило существование активного вулканизма на Ио. ^[3] Шлейф связан с лавовым озером на северной оконечности горы Дунайское плато . Пеле также примечателен большим красным кольцом, окружающим вулкан, которое образовалось в результате сернистых осадков из вулканического шлейфа.

Когда Voyager 1 приблизился к системе Юпитера в марте 1979 года, он получил многочисленные изображения планеты и ее четырех крупнейших спутников, включая Ио. Одной из самых отличительных особенностей этих далеких изображений Ио было большое эллиптическое кольцо в форме следа на заднем полушарии спутника (сторона, обращенная от направления движения в синхронно вращающемся спутнике, таком как Ио). ^[4] Во время самого сближения 5 марта 1979 года Voyager 1 получил изображения с высоким разрешением области в форме следа. В центре темной области в форме галстука-бабочки в середине кольца находилась впадина, частично заполненная темным материалом, размером 30 км (19 миль) на 20 км (12 миль). ^[5] Эта впадина, которая позже была признана источником вулкана Пеле, находится у северного подножия рифтовой горы, позже названной Дунайским плато. Учитывая другие яркие свидетельства вулканической активности на поверхности Ио, полученные в ходе этой встречи, исследователи выдвинули гипотезу, что Пеле, скорее всего, представлял собой кальдеру . ^[4]

8 марта 1979 года, через три дня после прохождения Юпитера, «Вояджер-1» сделал снимки лун Юпитера, чтобы помочь диспетчерам миссии определить точное местоположение космического корабля, процесс, называемый оптической навигацией. Обрабатывая изображения Ио для улучшения видимости фоновых звезд, инженер по навигации Линда Морабито обнаружила облако высотой 300 километров (190 миль) вдоль лимба луны. ^[3] Сначала она подозревала, что облако — это луна за Ио, но в этом месте не могло быть тела подходящего размера. Было определено, что это вулканический шлейф высотой 300 км (190 миль) и шириной 1200 км (750 миль), образованный активным вулканизмом в Пеле. ^[6] На основании размера струи, наблюдаемой в Пеле, было установлено, что кольцо красноватого (или темного, как оно показалось камерам Вояджера, которые были нечувствительны к красным длинам волн) материала является отложением материала струи. ^[6] После этого открытия на более ранних снимках Ио, полученных Вояджером , было обнаружено еще семь струй . ^[6] Тепловое излучение от Пеле, обнаруженное инфракрасным интерферометрическим спектрометром Вояджера-1 (IRIS), обнаружило тепловую точку на Пеле, указывающую на остывающую лаву, что еще раз указывает на то, что вулканическая активность на поверхности связана со струями, наблюдаемыми Вояджером -1 . ^[7]

Когда Voyager 2 пролетел через систему Юпитера в июле 1979 года, его кампания по получению изображений была изменена для наблюдения за шлейфами Ио в действии и поиска изменений на поверхности. Шлейф Пеле, обозначенный в то время как Plume 1, поскольку он был первым из вулканических шлейфов Ио, обнаруженных, не был замечен Voyager 2 четыре месяца спустя. Наблюдения за мониторингом поверхности выявили изменения в красном кольце, окружающем Пеле. ^{[8] Хотя во время встречи} с Voyager 1 он имел форму сердца или отпечатка копыта , теперь он был более эллиптическим, а выемка в южной части отложения шлейфа теперь была заполнена, возможно, из-за изменений в распределении источников шлейфа в пределах патеры Пеле . ^[8]

После встреч с «Вояджером» в 1979 году Международный астрономический союз официально назвал вулкан в честь гавайской богини вулканов Пеле . ^[1]

Galileo прибыл в систему Юпитера в 1995 году и с 1996 по 2001 год регулярно отслеживал вулканическую активность на Ио посредством наблюдений за тепловым излучением Ио в ближнем инфракрасном диапазоне, снимая Ио, когда он находился в тени Юпитера, чтобы искать тепловые горячие точки в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне, и снимая Ио во время большей части орбиты, чтобы обнаружить изменения во внешнем виде диффузного материала и потоков лавы на поверхности. ^[9] Тепловое излучение от Пеле было обнаружено почти в каждом случае, когда было получено изображение заднего полушария Ио, когда луна находилась в тени Юпитера. ^[5] Было обнаружено, что вулканический шлейф на Пеле является прерывистым или в основном состоит из газа с редкими выбросами повышенного содержания пыли. Он был обнаружен только дважды Галилео в декабре 1996 и декабре 2000 года. ^[2] В этих двух обнаружениях высота шлейфа варьировалась от 300 км (190 миль) до 426 км (265 миль). ^[2] Шлейф был также обнаружен космическим телескопом Хаббл в октябре 1999 года, когда Галилео проводил пролет мимо луны. Наблюдения Хаббла позволиливпервые обнаружить двухатомную серу (S _{2 ) на Ио в шлейфе Пеле.} ^[10] Незначительные изменения в форме и интенсивности большого красного кольцевого шлейфа, окружающего Пеле, были замечены на дневных снимках вулкана, причем наиболее заметное изменение было замечено в сентябре 1997 года, когда темный пирокластический материал от извержения Пиллана Патеры покрыл часть шлейфа Пеле.

Во время встреч Галилео с Ио между октябрем 1999 и октябрем 2001 года космический аппарат наблюдал Пеле три раза, используя свою камеру и инфракрасные спектрометры, когда вулкан находился на ночной стороне Ио. Камеры выявили изогнутую линию ярких пятен вдоль края патеры Пеле (термин, используемый для обозначения вулканических впадин на Ио, родственных кальдерам). В пределах темной полосы с востока на запад вдоль юго-восточной части патеры наблюдалось большое количество теплового излучения, при этом температуры и распределение соответствовали большому базальтовому лавовому озеру. ^[5]

Тепловое излучение на Пеле также было замечено в декабре 2000 года космическим аппаратом «Кассини» , в декабре 2001 года телескопом Кека на Гавайях и космическим аппаратом «Новые горизонты» в феврале 2007 года. ^{[5] [11] [12]}

Пеле имеет вулканический кратер, также известный как патера, размером 30 км (19 миль) на 20 км (12 миль) ^[5] , который лежит у основания северной оконечности горы Дунайское плато. Патера имеет несколько уровней пола, с более высокой северо-восточной частью и нижней частью, которая состоит из грабена, простирающегося с востока на запад . ^[13] Вулканическая активность на Пеле, как видно на снимках, сделанных Галилео в октябре 2001 года, когда Пеле находился на ночной стороне Ио, по-видимому, ограничивается небольшими термическими «горячими точками» вдоль краев патеры и более интенсивным источником теплового излучения в темной области в юго-восточной части дна патеры. ^[5] Это распределение активности в сочетании со стабильностью Пеле как горячей точки с точки зрения температуры и излучаемой мощности предполагает, что Пеле является большим активным лавовым озером , сочетанием стиля извержения и интенсивности активности, не наблюдающимся в других местах на Ио. ^[13] Небольшие горячие точки, наблюдаемые в данных Галилео, представляют собой области, где корка лавового озера распадается вдоль краев патеры, позволяя свежей лаве выйти на поверхность. ^[5] Юго-восточная часть патеры, область темного рельефа на снимках Вояджера 1 , является наиболее активной областью вулкана Пеле, с самой обширной областью горячей лавы в Пеле. Считается, что эта область представляет собой энергично опрокидывающееся лавовое озеро, что предполагает сочетание большого массового потока лавы в озеро из магматического резервуара под поверхностью и большой массовой доли растворенных летучих веществ, таких как диоксид серы и двухатомная сера . ^[13] Учитывая яркость Пеле в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн, активность в этой части лавового озера может также привести к фонтанированию лавы . ^{[13] [14]}

Температура лавы, измеренная с использованием спектра ближнего инфракрасного излучения термальных точек, наблюдаемых в Пеле, согласуется с силикатной базальтовой лавой, извергающейся в лавовом озере. Измерения с изображений Пеле, полученных с помощью Галилео и Кассини, предполагают пиковые температуры по крайней мере 1250–1350 °C, в то время как спектрометр ближнего инфракрасного диапазона на Галилео обнаружил пиковые температуры 1250–1280 °C. ^[15] В то время как выход энергии и температура Пеле оставались постоянными в масштабе месяцев или лет на протяжении большей части миссий Галилео , измерения яркости Пеле с использованием данных Кассини, полученных во время затмения Ио Юпитером, обнаружили значительные вариации в масштабе минут. Это согласуется с вариациями в распределении и размере фонтанов лавы на Пеле за этот период времени. ^[5]

Шлейф Пеле является архетипичным шлейфом типа Пеле: высотой 300 км (190 миль), создающим большое красноватое отложение, которое концентрично вокруг источника. Шлейф создается в результате дегазации серы (S ₂ ) и диоксида серы (SO ₂ ) из извергающейся лавы в лавовом озере Пеле. ^{[13] [14]} Сохранение дегазированных сернистых соединений в шлейфе Пеле, вероятно, связано со стабильным и постоянным поступлением магмы в его лавовое озеро, ^[14] которое может быть крупнейшим магматическим очагом вулканов Ио. ^[16] Изображения шлейфа, полученные Voyager 1, показали большую структуру без центральной колонны, как у меньших шлейфов типа Прометея , но вместо этого имеющую нитевидную структуру. ^[17] Эта морфология согласуется с струей, которая образована сернистыми газами, выброшенными в небо из лавового озера Пеле, которые затем конденсируются в твердые S2 _и SO2 _, когда достигают ударного купола вдоль внешнего края зонтикообразного струи. ^[2] Эти конденсированные материалы затем осаждаются на поверхности, образуя большое красное овальное кольцо вокруг вулкана Пеле. ^[13] Овальная форма отложений, вытянутых примерно в направлении с севера на юг, может быть результатом линейной области источника с востока на запад, что согласуется с формой и ориентацией грабена, который образует южную и более активную часть патеры Пеле. ^[18] Переменная активность в различных частях лавового озера Пеле также может приводить к изменениям яркости и формы отложений струи с течением времени, наблюдаемым различными космическими аппаратами. ^{[18] [19]}

Медиа, связанные с Пеле (вулкан) на Wikimedia Commons