2024-06-05 11:33:16
Le Large Binocular Telescope (LBT), situé sur le mont Graham en Arizona et géré par l’Université de l’Arizona, fait partie de la prochaine génération de télescopes extrêmement grands (ELT). Avec deux miroirs primaires mesurant 8,4 m (~27,5 pieds), il a une zone de collecte légèrement supérieure à celle d’un télescope de 30 mètres (98,4 pieds).
Grâce à leur résolution, leur optique adaptative et leurs instruments sophistiqués, ces télescopes devraient sonder plus profondément l’Univers et fournir des images époustouflantes de tout, des galaxies lointaines aux objets de notre système solaire.
Cela inclut la mission Juno de la NASA, qui a capturé certaines des images les plus étonnantes des volcans d’Io. Ces images ont été rendues possibles grâce au nouvel instrument SHARK-VIS du LBT et au système d’optique adaptative du télescope.
L’équipe était dirigée par Al Conrad, scientifique associé au département d’astronomie de l’Université d’Arizona, à l’observatoire Stewart et au grand observatoire du télescope binoculaire (LBTO). Il a été rejoint par des chercheurs de l’Université de Californie à Berkeley, du California Institute of Technology et du Jet Propulsion Laboratory de la NASA.
Leur article, «Observation of Io’s Resurfacing via Plume Deposition Using Ground-Based Adaptive Optics at Visible Wavelengths With LBT SHARK-VIS (GRL)», et les images LBT devraient être publiés dans le Lettres de recherche géophysique.
SHARK-VIS est un instrument d’imagerie coronographique optique à haut contraste conçu et construit à l’INAF-Osservatorio Astronomico di Roma. L’instrument est alimenté par le système d’optique adaptative extrême LBT remis à neuf, appelé mise à niveau d’optique adaptative conjuguée unique pour LBT (SOUL). Il a été installé en 2023 sur le LBT avec l’instrument proche infrarouge SHARK-NIR, pour profiter du système d’optique adaptative exceptionnel du télescope.
La clé de l’instrument est sa caméra « d’imagerie rapide » rapide et à très faible bruit qui capture des images au ralenti qui figent les distorsions optiques causées par les interférences atmosphériques.
Gianluca Li Causi, responsable du traitement des données de SHARK-VIS à l’Institut national italien d’astrophysique, a expliqué son fonctionnement dans un récent communiqué de presse de l’Université d’Arizona :
«Nous traitons nos données sur ordinateur pour supprimer toute trace de l’empreinte électronique du capteur. Nous sélectionnons ensuite les meilleures images et les combinons à l’aide d’un logiciel très efficace appelé Kraken, développé par nos collègues Douglas Hope et Stuart Jefferies de la Georgia State University. Kraken nous permet de supprimer les effets atmosphériques, révélant Io avec une netteté incroyable. »
L’image SHARK-VIS était si riche en détails qu’elle a permis aux chercheurs d’identifier un événement majeur de resurfaçage autour de Pelé, l’un des plus grands volcans d’Io situé dans l’hémisphère sud près de l’équateur (et nommé d’après la divinité hawaïenne associée au feu et aux volcans). .
Jupiter lune Io, imagée par SHARK-VIS le 10 janvier 2024. (INAF/Large Binocular Telescope Observatory/Georgia State University ; observations en bande IRV par SHARK-VIS/F. Pedichini ; traitement par D. Hope, S. Jefferies, G .Li Causi)
L’image montre un dépôt de panache autour de Pelé recouvert par des dépôts d’éruption du Pillan Patera, un volcan voisin. La sonde spatiale Galileo de la NASA a observé une séquence d’éruption similaire lors de son exploration du système Jupiter entre 1995 et 2003. Cependant, c’était la première fois qu’un observatoire terrestre prenait des images aussi détaillées.
Un concept d’artiste de l’intérieur d’Io. (Kelvinsong/Wikimédia)
«Nous interprétons les changements comme des dépôts de lave sombre et des dépôts blancs de dioxyde de soufre provenant d’une éruption à Pillan Patera, qui recouvrent partiellement le gisement de panache rouge et riche en soufre de Pelé», a déclaré le co-auteur Ashley Davies, scientifique principal au Jet Propulsion Laboratory de la NASA. .
«Avant SHARK-VIS, de tels événements de refonte étaient impossibles à observer depuis la Terre.»
Io est la plus intérieure des plus grandes lunes de Jupiter (alias lunes galiléennes), qui comprennent Europe, Ganymède et Callisto. Depuis que le vaisseau spatial Voyager 1 de la NASA a survolé le système Jupiter en 1979, les scientifiques sont fascinés par Io et ses caractéristiques volcaniques.
Avec Europe et Ganymède, Io est enfermée dans une résonance orbitale 1:2:4, où Europe effectue deux orbites pour chaque orbite réalisée par Ganymède, et Io en fait quatre.
Entre son interaction avec ces lunes et la puissante gravité de Jupiter, l’intérieur d’Io fléchit constamment, produisant de la lave chaude qui éclate à travers la surface. Bien que les télescopes aient pris des images infrarouges révélant des points chauds provoqués par des éruptions, elles ne sont pas suffisamment nettes pour révéler les détails de la surface ou identifier les emplacements des éruptions. En surveillant les éruptions à la surface d’Io, les scientifiques espèrent mieux comprendre le mécanisme de réchauffement des marées responsable de l’intense volcanisme d’Io.
«Io présente donc une opportunité unique d’en apprendre davantage sur les puissantes éruptions qui ont contribué à façonner la surface de la Terre et de la Lune dans un passé lointain», a déclaré Conrad.
Des études comme celle-ci, a-t-il ajouté, aideront les chercheurs à comprendre pourquoi certaines planètes ont des volcans actifs alors que d’autres n’en ont pas. Par exemple, alors que l’on pense que Vénus est toujours volcaniquement active, Mars abrite les plus grands volcans du système solaire, mais elle est inactive.
Ces études pourraient également un jour faire la lumière sur les exoplanètes volcaniques, aidant ainsi les astronomes à identifier l’activité géologique sur des planètes lointaines (une indication possible de l’habitabilité).
Simone Antoniucci, scientifique de l’instrument SHARK-VIS, prévoit qu’il permettra de nouvelles observations d’objets dans tout le système solaire avec une précision similaire, révélant toutes sortes de caractéristiques qui nécessiteraient autrement un vaisseau spatial.
«La vision fine de SHARK-VIS est particulièrement adaptée à l’observation des surfaces de nombreux corps du système solaire, non seulement des lunes de planètes géantes mais aussi des astéroïdes», a-t-il déclaré.
«Nous en avons déjà observé certains, avec les données en cours d’analyse, et prévoyons d’en observer davantage.»
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