У спутника Юпитера, покрытого вулканами, не обнаружено океана магмы под его поверхностью.

Ио, спутник Юпитера, является самым геологически активным объектом в Солнечной системе. Соседство с газовым гигантом оставляет заметный след. Из-за того, что орбита спутника имеет небольшой эксцентриситет (0,005), под воздействием приливных сил тело испытывает деформацию. Именно эти силы поддерживают вулканическую активность на Ио.

Предыдущие исследования и расчеты показали, что энергии приливных сил может быть достаточно для расплавления недр Ио и формирования близкого к поверхности глобального океана магмы глубиной около 50 километров. На поверхности спутника насчитывается около 400 активных вулканов, что свидетельствует о том, что по крайней мере часть внутренних слоев спутника должна находиться в расплавленном состоянии. Для того чтобы напрямую подтвердить наличие жидкого слоя под поверхностью, не хватало данных о приливной деформации. И эти данные были собраны.

Космический аппарат «Юнона» подлетел к Юпитеру в середине 2016 года. К июню 2024 года зонд совершил 62 оборота вокруг планеты. Исследователи более точно вычислили орбиты спутников и гравитационное поле Юпитера, основываясь на движении аппарата.

В рамках расширенной миссии «Юнона» аппарат дважды подлетал максимально близко к Ио: в декабре 2023 года и феврале 2024 года. Аппарат находился всего в 1,5 тысячи километров над поверхностью спутника. Ближе подлетал лишь аппарат «Галилео» 22 года назад. Целью новых сближений было получение данных для определения океана магмы.

Совместив новые измерения с данными прошлых наблюдений, международная группа ученых вычислила приливную деформацию Ио. Затем исследователи создали простые компьютерные модели Ио: без океана, с океаном под поверхностью и с океаном в глубине спутника, и сравнили их с полученными измерениями.

Выяснилось, что наличие глобального океана под поверхностью не соответствует данным наблюдений. Возможно, такой расплавленный слой существует на глубине более 318 километров, но тогда он не может служить источником магмы для вулканической активности. Вблизи поверхности мантия Ио в основном твердая, с расплавленными «островками», которые «питают» вулканы. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Мощных приливных сил на Ио оказалось недостаточно для формирования глобального расплавленного слоя вблизи поверхности. Приливный разогрев считается основным «двигателем» формирования жидких слоев на других объектах Солнечной системы, таких как соленые океаны на Европе, спутнике Юпитера, и Энцеладе, спутнике Сатурна. Как отметили авторы новой работы, необходимо пересмотреть результаты исследований и расчетов, касающихся формирования таких океанов.