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Las nuevas imágenes telescópicas de la luna Io de Júpiter rivalizan con las de las naves espaciales

Nuevas imágenes de Io, la luna repleta de volcanes de Júpiter, tomadas por el Gran Telescopio Binocular en el Monte Graham en Arizona, ofrecen la resolución más alta de Io jamás lograda con un instrumento basado en la Tierra. Las observaciones fueron posibles gracias a un nuevo instrumento de imágenes ópticas de alto contraste, denominado SHARK-VIS, y al sistema de óptica adaptativa del telescopio, que compensa la borrosidad inducida por la turbulencia atmosférica.



Las imágenes, que se publicarán en la revista Geophysical Research Letters, revelan características superficiales de hasta 80 kilómetros de diámetro, una resolución espacial que hasta ahora sólo se había podido lograr con naves espaciales enviadas a Júpiter. Según el equipo de investigación, esto equivale a tomar una fotografía de un objeto del tamaño de una moneda de diez centavos desde 100 millas de distancia. SHARK-VIS permitió a los investigadores identificar un importante evento de resurgimiento alrededor de Pele, uno de los volcanes más prominentes de Io. Según el primer autor del artículo, Al Conrad , las erupciones en Ío, el cuerpo volcánicamente más activo del sistema solar, eclipsan a sus contemporáneas en la Tierra.


“Io, por lo tanto, presenta una oportunidad única para aprender sobre las poderosas erupciones que ayudaron a dar forma a las superficies de la Tierra y la Luna en sus pasados distantes”, dijo Conrad, científico asociado del Observatorio del Gran Telescopio Binocular . El Gran Telescopio Binocular, o LBT, es parte del Observatorio Internacional Mount Graham , una división del Observatorio Steward de la Universidad de Arizona .


El Gran Telescopio Binocular administrado por la Universidad de Arizona en el Monte Graham es el único de su tipo, con dos espejos de 27 pies montados uno al lado del otro. Un potente sistema de óptica adaptativa compensa la borrosidad introducida por la turbulencia atmosférica, lo que lo convierte en uno de los observatorios terrestres más potentes del mundo.
El Gran Telescopio Binocular administrado por la Universidad de Arizona en el Monte Graham es el único de su tipo, con dos espejos de 27 pies montados uno al lado del otro. Un potente sistema de óptica adaptativa compensa la borrosidad introducida por la turbulencia atmosférica, lo que lo convierte en uno de los observatorios terrestres más potentes del mundo.

Conrad añadió que estudios como este ayudarán a los investigadores a comprender por qué algunos mundos del sistema solar son volcánicos pero otros no. También es posible que algún día arrojen luz sobre mundos volcánicos en sistemas de exoplanetas alrededor de estrellas cercanas.


Ligeramente más grande que la luna de la Tierra, Ío es la más interna de las lunas galileanas de Júpiter, que además de Ío incluyen a Europa, Ganímedes y Calisto. Atrapado en un “tira y afloja” gravitacional entre Júpiter, Europa y Ganímedes, Ío está siendo comprimido constantemente, lo que provoca una acumulación de calor por fricción en su interior, lo que se cree que es la causa de su actividad volcánica sostenida y generalizada.


Al monitorear las erupciones en la superficie de Ío, los científicos esperan obtener información sobre el movimiento de material impulsado por el calor debajo de la superficie de la luna, su estructura interna y, en última instancia, sobre el mecanismo de calentamiento de las mareas responsable del intenso vulcanismo de Ío.


Io, la luna de Júpiter, fotografiada por SHARK-VIS el 10 de enero de 2024. Esta es la imagen de Io con la resolución más alta jamás obtenida por un telescopio terrestre. La imagen combina tres bandas espectrales (infrarroja, roja y amarilla) para resaltar el anillo rojizo alrededor del volcán Pele (debajo y a la derecha del centro de la luna) y el anillo blanco alrededor de Pillan Patera, a la derecha de Pele.
INAF/Observatorio del Gran Telescopio Binocular/Universidad Estatal de Georgia; Observaciones en banda IRV mediante SHARK-VIS/F. Pedichini; procesamiento por D. Hope, S. Jefferies, G. Li Cau
Io, la luna de Júpiter, fotografiada por SHARK-VIS el 10 de enero de 2024. Esta es la imagen de Io con la resolución más alta jamás obtenida por un telescopio terrestre. La imagen combina tres bandas espectrales (infrarroja, roja y amarilla) para resaltar el anillo rojizo alrededor del volcán Pele (debajo y a la derecha del centro de la luna) y el anillo blanco alrededor de Pillan Patera, a la derecha de Pele. INAF/Observatorio del Gran Telescopio Binocular/Universidad Estatal de Georgia; Observaciones en banda IRV mediante SHARK-VIS/F. Pedichini; procesamiento por D. Hope, S. Jefferies, G. Li Cau

La actividad volcánica de Ío se descubrió por primera vez en 1979, cuando Linda Morabito, ingeniera de la misión Voyager de la NASA, detectó una columna de erupción en una de las imágenes tomadas por la nave espacial durante su famoso "Gran Tour" por los planetas exteriores. Desde entonces, se han realizado innumerables observaciones que documentan la naturaleza inquieta de Ío, tanto desde telescopios espaciales como terrestres.


La coautora del estudio, Ashley Davies, científica principal del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, dijo que la nueva imagen tomada por SHARK-VIS es tan rica en detalles que ha permitido al equipo identificar un importante evento de resurgimiento en el que la columna se deposita alrededor de un prominente El volcán conocido como Pele, situado en el hemisferio sur de Ío, cerca del ecuador, está siendo cubierto por depósitos de erupción del Pillan Patera, un volcán vecino. Una secuencia de erupción similar fue observada por la nave espacial Galileo de la NASA, que exploró el sistema de Júpiter entre 1995 y 2003.


"Interpretamos los cambios como depósitos de lava oscura y depósitos blancos de dióxido de azufre originados en una erupción en Pillan Patera, que cubren parcialmente el depósito de pluma roja rica en azufre de Pele", dijo Davies. "Antes de SHARK-VIS, tales eventos de resurgimiento eran imposibles de observar desde la Tierra".


Si bien las imágenes de telescopios en el infrarrojo pueden detectar puntos calientes causados por erupciones volcánicas en curso, no son lo suficientemente nítidas como para revelar detalles de la superficie e identificar sin ambigüedades las ubicaciones de las erupciones, explicó la coautora Imke de Pater, profesora emérita de astronomía en la Universidad de California-Berkeley.


"Las imágenes más nítidas en longitudes de onda visibles como las proporcionadas por SHARK-VIS y LBT son esenciales para identificar tanto las ubicaciones de las erupciones como los cambios en la superficie no detectables en el infrarrojo, como los nuevos depósitos de columnas", dijo de Pater, y agregó que las observaciones con luz visible proporcionan a los investigadores con un contexto vital para la interpretación de observaciones infrarrojas, incluidas las de naves espaciales como Juno, que actualmente orbita alrededor de Júpiter.


SHARK-VIS fue construido por el Instituto Nacional Italiano de Astrofísica en el Observatorio Astronómico de Roma y está gestionado por un equipo dirigido por el investigador principal Fernando Pedichini, asistido por el director del proyecto Roberto Piazzesi. En 2023, se instaló, junto con su instrumento complementario de infrarrojo cercano SHARK-NIR, en el LBT para aprovechar al máximo el excepcional sistema de óptica adaptativa del telescopio. El instrumento alberga una cámara rápida y de ruido ultrabajo que le permite observar el cielo en modo de “imágenes rápidas”, capturando imágenes en cámara lenta que congelan las distorsiones ópticas causadas por la turbulencia atmosférica y postprocesar datos a un nivel sin precedentes. nitidez.


Gianluca Li Causi, responsable de procesamiento de datos de SHARK-VIS en el Instituto Nacional Italiano de Astrofísica, explicó cómo funciona: “Procesamos nuestros datos en el ordenador para eliminar cualquier rastro de la huella electrónica del sensor. Luego seleccionamos los mejores marcos y los combinamos utilizando un paquete de software altamente eficiente llamado Kraken, desarrollado por nuestros colegas Douglas Hope y Stuart Jefferies de la Universidad Estatal de Georgia. Kraken nos permite eliminar efectos atmosféricos, revelando a Io con una nitidez increíble”.


El científico del instrumento SHARK-VIS, Simone Antoniucci, dijo que anticipa que se realizarán nuevas observaciones de objetos en todo el sistema solar.


"La aguda visión de SHARK-VIS es particularmente adecuada para observar las superficies de muchos cuerpos del sistema solar, no sólo las lunas de planetas gigantes sino también los asteroides", dijo. "Ya hemos observado algunos de ellos, y los datos se están analizando actualmente, y estamos planeando observar más".


 

Fuente: INAF/Observatorio del Gran Telescopio Binocular/Universidad Estatal de Georgia. Versión original en inglés: Comunicado de prensa de Daniel Stolte, Comunicaciones Universitarias.

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