Je leest:

Natriumwolk Io gefotografeerd

Natriumwolk Io gefotografeerd

Auteur: | 27 juli 2007

Groter dan de grootste planeet in het zonnestelsel, maar bijna onzichtbaar: rond Jupiter zweeft een enorme gaswolk, uitgestoten door de vulkanische maan Io. Amerikaanse sterrenkundigen spoorden het natriumlicht in de gaswolk op en zagen voor het eerst waar Io zijn gas de ruimte instuurt.

‘Als je deze wolk met het blote oog kon zien, was hij tien keer zo groot als de volle maan.’ Hoogleraar Michael Mendillo van Boston University heeft het over de enorme gaswolk die rond reuzenplaneet Jupiter hangt. De wolk reikt tot 34 miljoen kilometer ver, 500 keer de straal van Jupiter zelf. Mendillo’s team fotografeerde de vulkanische maan Io op zoek naar de bron van al dat gas. Uit een paar vulkanische hotspots blijkt hetzelfde gas te lekken dat rond de reuzenplaneet hangt. Het team publiceerde de ontdekking in het prestigieuze blad Nature van 19 juli.

Io is het meest vulkanische gebied in het hele zonnestelsel en telt meer dan 400 actieve vulkanen. Deze foto – in valse kleuren – werd in 1999 gemaakt door NASA’s ruimtesonde Galileo. bron: NASA / JPL. Klik op de afbeelding voor een grotere versie.

Turbulentie

Om de gaswolk en zijn bron op Io in kaart te brengen gebruikte Mendillo’s team een grondtelescoop. Ze zochten specifiek naar het gas natrium, bekend van de oranjerode lampen langs de snelweg. ‘Van de verschillende gassen uit Io’s vulkanen kun je natrium het beste zien met grondtelescopen’, legt Mendillo uit. ‘Het licht dat natriumatomen uitstralen zit in het zichtbare deel van het spectrum: dezelfde oranje gloed die we kennen van lampen langs de snelweg.’ Andere soorten straling worden juist opgenomen door de atmosfeer; een grondtelescoop kan op die golflengtes geen licht uit de ruimte opvangen.

De atmosfeer vormde nog een ander probleem voor Mendillo en zijn collega’s. Door opwarming en afkoeling kolkt onze dampkring en dat verstoort lichtstralen uit de ruimte. Dat effect kennen we van kaarsvlammen of hete wegdekken: daarboven trilt de lucht en worden beelden van achter de hete lucht vervormd. Soms valt die verstoring even weg omdat de kijker precies door één luchtbel kijkt; dan is het beeld eventjes scherp. Mendillo liet zijn camera’s daarom op hoge snelheid foto’s nemen van Io en zocht de bruikbare beelden met een computerprogramma uit de datazee.

Twee samengestelde opnames van de natriumdamp rond Jupitermaan Io. Hoe roder, hoe hoger de concentratie. Linksboven zijn alleen de scherpste afbeeldingen (5% van het totaal) gecombineerd en de afbeelding rechtsonder is een combinatie van alle gemaakte opnames. Io beweegt in een continue straalstroom van plasma dat rond Jupiter draait. In de luwte (linksonder de maan) is een veel hogere natriumconcentratie te zien: hier ziet de telescoop onverstoord gas uit de vele vulkanen van Io. Op de afbeelding linksboven zijn zelfs een aantal losse natriumbronnen zichtbaar. Het zwarte gebied rond de maan is het effect van een elektronisch masker. Zonder zo’n masker zou het licht dat Io weerkaatst het zwakke schijnsel van het natriumgas compleet overstralen. bron: Mendilli e.a. / Nature. Klik op de afbeelding voor een grotere versie.

Wind in de rug

De Amerikaanse sterrenkundigen zien op hun opnames twee grote natriumconcentraties. De eerste in een ring van geladen gas die met hoge snelheid rond Jupiter draait: de plasma-torus. Die heeft een omlooptijd van 10 uur – dezelfde als Jupiter – terwijl Io twee dagen over een omloop doet; de plasmaring blaast continu van achteren tegen Io aan en sleept delen van zijn atmosfeer mee. Vanuit de torus worden het vulkanische natrium en andere materialen verder verspreid.

Dat Io’s atmosfeer vol natrium en andere vulkanische gassen zit, is prima te zien op de twee foto’s van de maan. Linksonder de bulk van Io, in de luwte van de langsrazende plasmastroom, zit een stukje ongestoorde atmosfeer vol natrium. Er zijn zelfs afzonderlijke bronnen van het gas te zien: vulkanen die aan de lopende band gas de atmosfeer inslingeren.

De Io-vulkaan Tvashtar, maart 2007 gefotografeerd door ruimtesonde New Horizons op weg naar Pluto. Tvashtar spuwt een pluim gas en stof van 330 km hoog de ruimte in. In deze animatie is alleen de bovenste helft van de pluim te zien – de rest zit verscholen achter de horizon van Io. bron: NASA. Klik op de afbeelding voor een grotere versie.

De foto’s van Mendillo laten voor het eerst zien hoe Jupiter aan zijn enorme omringende gaswolk komt. Natuurlijk zijn ze niet het einde van onderzoek aan de gaswolk: sterrenkundigen kunnen met deze opnames nog nauwkeuriger modellen maken van Io, zijn atmosfeer en hoe die gas kwijtraakt aan de omgeving. Zo leren ze voorspellen hoe rustige of hevige vulkanische periodes op Io de gaswolk beïnvloeden.

Mendillo et al, The sources of sodium escaping from Io revealed by spectral high definition imaging, Nature 2007.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 27 juli 2007

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.