Der Jupitermond Io ist der vulkanisch aktivste Himmelskörper in unserem Sonnensystem und unterliegt ständigen Veränderungen. Auf ihm sind stets mehrere hundert Vulkane tätig, und ihre Ausbrüche sind sehr variabel. Mit dem Large Binocular Telescope LBT auf dem Mount Graham im US-Bundesstaat Arizona konnten Forscher um Albert Conrad von der University of Arizona Io nun mit sehr hoher räumlicher Auflösung beobachten und dabei im nahen Infraroten einen Ausbruch des Vulkans Loki dokumentieren. Dafür wurden die zwei 8,4-Meter-Telescope des LBT durch interferometrische Verfahren zu einem Riesenteleskop zusammengeschaltet, dessen Auflösung einem Instrument mit einem Hauptspiegeldurchmesser von 22,8 Metern entspricht. In der Entfernung von Io zur Erde erreicht das LBT in diesem Modus eine Auflösung von rund 100 Kilometern, das entspricht 32 Millibogensekunden. Die Bilder entstanden am 24. Dezember 2013 und wurden kürzlich veröffentlicht.

Eine Eruption des Vulkans Loki auf dem Jupitermond Io
© LBT Research Team
(Ausschnitt)
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Bereits am 24. Dezember 2013 entstand mit dem Large Binocular Telescope LBT diese erst jetzt veröffentlichte interferometrische Aufnahme des Jupitermonds Io (linkes Teilbild). Sie ist im Vergleich zu einem Bild auf der Grundlage der Aufnahmen der Raumsonden Voyager 1 und 2 sowie Galileo zu sehen (rechtes Teilbild). Der Lavasee des Vulkans Loki erscheint auf dem LBT-Bild dunkelrot. Die grünen Kreise markieren die Positionen von weiteren Vulkanen auf Io, die mit dem LBT nachgewiesen wurden. Die meisten von ihnen waren schon vorher bekannt, zwei von ihnen sind neue Ausbruchsstellen.

Auf den Übersichtsaufnahmen von Io, die mit speziellen mathematischen Rechenverfahren aus den Rohdaten erzeugt wurden, erscheint Loki als ein auffälliger Fleck – hier entweicht intensive thermische Strahlung. Tatsächlich konnte die Jupitersonde Galileo auf Io Lava mit Temperaturen von mehr als 1400 Grad Celsius nachweisen. Der Vulkan Loki wurde bereits im Jahr 1979 von der Raumsonde Voyager 1 entdeckt und erwies sich bei allen weiteren Beobachtung als beständig aktiv. Neben Loki zeigen sich auf den Bildern von Io noch 15 weitere, deutlich schwächere Ausbruchsstellen. 13 von ihnen waren bereits bekannt und auf Bildern der Raumsonde Galileo aufgespürt worden. Zwei von ihnen sind dagegen neue, bislang unbekannte Ausbruchsstellen. Io verändert sich ständig und wurde von Planetenforschern schon gelegentlich als Welt bezeichnet, die geologisch Amok läuft.

Detailaufnahme des Vulkans Loki
© LBTO / NASA
(Ausschnitt)
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Ein Interferometerbild vom Large Binocular Telescope des Lavasees des Vulkans Loki auf dem Jupitermond Io (orange) wurde mit einer entsprechenden Nahaufnahme der Raumsonde Voyager überlagert (grau).

Durch weitere Auswertung der LBT-Bilddaten konnten die Forscher noch feinere Details des Ausbruchs von Loki herausfiltern. Die Wärmestrahlung geht demnach von zwei Bereichen im Krater des Vulkans aus. Diese als Caldera bezeichnete Struktur hat einen Durchmesser von rund 200 Kilometern und erscheint auf den Raumsondenbildern im sichtbaren Licht wie ein dunkles Hufeisen. Das dunkle Material ist erstarrte silikatische Lava. Die heißen Flecken befinden sich im südlichen Teil der Caldera. Der hellere Fleck dürfte eine Region sein, an der ständig frische und somit heiße Lava zu Tage tritt, während der andere, schwächere Fleck wohl abkühlende Lava ist.

Solche erdgebundenen Beobachtungen von Io sind derzeit die einzige Möglichkeit, die vulkanische Aktivität des Mondes zu dokumentieren. Seit 2007, als die Plutosonde New Horizons en passant einen Blick auf Jupiter und seine Monde warf, gab es keine In-situ-Aufnahmen mehr. Die nächste Raumsonde, Juno, die im Juli 2016 in eine Umlaufbahn um den Riesenplaneten eintritt, wird sich bei ihren Beobachtungen und Messungen auf dessen Atmosphäre konzentrierten und beachtet die Jupitermonde nicht. Erst ab dem Jahr 2030 soll die europäische Raumsonde JUICE wieder neue Detailbilder von Io liefern.