La missione Juno della NASA, che dal 2016 si trova nel sistema di Giove, ha eseguito il suo 62° sorvolo del gigante gassoso lo scorso 13 giugno 2024. Attualmente nel corso di questi sorvoli esegue anche dei flyby della luna vulcanica Io, per esempio a giugno è arrivata a un’altitudine di circa 29 250 km dalla sua superficie. Anche nel corso dello scorso anno aveva effettuato due sorvoli molto ravvicinati della luna, uno a circa 35mila km e uno a 13mila, rispettivamente a maggio e ottobre 2023.

Nel corso dei sorvoli, gli strumenti di Juno hanno l’opportunità di osservare da molto vicino la superficie costellata di vulcani di Io, raccogliendo dati preziosi per poterla conoscere più nel dettaglio.

Ora le immagini a infrarossi ottenute dallo strumento JIRAM (Jovian InfraRed Auroral Mapper) a bordo di Juno, uno strumento italiano finanziato dall’ASI, durante i sorvoli del 2023 stanno fornendo un quadro più completo sulla diffusione dei laghi di lava sulla superficie di Io. E hanno rivelato per la prima volta i meccanismi dei processi vulcanici che sono in atto sulla luna.

Mappando laghi di lava con JIRAM

Lo strumento JIRAM è stato costruito dall’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) e la Selex-Galileo Avionica. L’investigatore principale per la missione sarebbe stata Angioletta Coradini, purtroppo deceduta il 5 settembre 2011, un mese dopo il lancio della sonda. L’obiettivo principale dello strumento, nel corso della missione principale di Juno, è stato sondare gli strati superiori dell’atmosfera gioviana fino a una pressione tra 5 e 7 bar, ovvero fino a circa 50-70 chilometri sotto la sommità delle nuvole di Giove. Lo ha fatto nelle lunghezze d’onda dell’infrarosso tra 2 e 5 micrometri, usando una fotocamera e uno spettrometro.

Durante la missione estesa invece, che al momento è prevista fino al 2025 salvo imprevisti, JIRAM è stato utilizzato per studiare le lune Io, Europa, Ganimede e Callisto. Le immagini di Io prese da JIRAM, in particolare, hanno mostrato la presenza di anelli luminosi nell’infrarosso in corrispondenza numerosi hot spot, letteralmente “punti caldi”, ovvero caldere, vulcani o colate laviche.

Nel corso dei sorvoli, le immagini ad alta risoluzione di JIRAM hanno rivelato che l’intera superficie di Io è ricoperta da laghi di lava. Questi laghi sarebbero contenuti in strutture simile a caldere, che sono grandi depressioni formate quando un vulcano erutta o collassa. Alessandro Mura, co-investigator di Juno all’INAF di Roma, ha affermato: “Stimiamo che nella regione della superficie di Io in cui abbiamo i dati più completi circa il 3% sia coperto da uno di questi laghi di lava”.

Ipotesi sulla diffusione e formazione dei laghi di lava

I dati JIRAM forniscono anche un’idea di ciò che potrebbe accadere sotto la superficie di Io. Le immagini a infrarossi hanno mostrato un cerchio di lava estremamente sottile al confine, tra la crosta che copre la maggior parte del lago e le pareti. Questa caratteristica, unita alla mancanza di flussi di lava oltre il bordo, hanno fatto ipotizzare agli scienziati un possibile riciclo del magma.

In questo tipo di vulcanismo, ci sarebbe un equilibrio tra il magma che viene eruttato nei laghi di lava e quello che scende nuovamente nel sottosuolo. La crosta di lava si rompe contro le pareti del lago, alte probabilmente centinaia di metri formando l’anello di lava visto anche nei laghi di lava hawaiani e impedendo alla lava di fuoriuscire.

Secondo i risultati di JIRAM, la maggior parte della superficie di questi laghi di lava di Io sarebbe composta da una crosta rocciosa che si muove su e giù ciclicamente, come un’unica superficie, seguendo la risalita e ridiscesa del magma.

Un’ipotesi alternativa, comunque valida, è che vi sia una risalita del magma al centro del lago, e che la crosta si diffonda in maniera radiale per poi sprofondare ai bordi, dove rimane esposta la lava in un grande anello.

Lo studio, pubblicato su Nature Communications Earth and Environment, è reperibile qui.