Kallisto, najbardziej zewnętrzny z czterech dużych księżyców Jowisza, od dawna fascynuje naukowców swoją surową, silnie pokrytą kraterami powierzchnią i zagadkowym wnętrzem. Choć na pierwszy rzut oka wydaje się geologicznie martwy, istnieją przesłanki, że pod jego lodową skorupą może kryć się ciekły ocean. Najnowszy artykuł naukowy, zaakceptowany do publikacji w The Planetary Science Journal, wnosi istotny wkład w poznanie powierzchni i płytkiej warstwy podpowierzchniowej Kallisto oraz pokazuje, jak nowoczesne obserwacje radiowe mogą pomóc w badaniu niedostępnych środowisk planetarnych.
Kallisto został odkryty w 1610 roku przez Galileusza i jest czwartym oraz najbardziej oddalonym galileuszowym satelitą Jowisza. Jego powierzchnia, jedna z najbardziej pokrytych kraterami w całym Układzie Słonecznym, świadczy o braku intensywnej aktywności geologicznej. W przeciwieństwie do Io, Europy i Ganimedesa, których powierzchnie są regularnie odnawiane przez procesy wewnętrzne, Kallisto zachował niemal nienaruszony zapis wczesnej, znacznie bardziej gwałtownej historii Układu Słonecznego. To czyni go wyjątkowym obiektem do badań nad bombardowaniem meteorytowym i ewolucją planet.
Mimo tej pozornej niezmienności, dane z pomiarów pola magnetycznego Jowisza sugerują, że Kallisto może posiadać podpowierzchniowy ocean ciekłej wody, podobnie jak Europa i Ganimedes. Co szczególnie istotne, taki ocean mógłby istnieć bez silnego ogrzewania pływowego, które napędza aktywność Europy. Zrozumienie tej kwestii ma kluczowe znaczenie dla badań nad występowaniem wody w Układzie Słonecznym i potencjalnymi warunkami sprzyjającymi życiu.
Autorzy badania sięgnęli po archiwalne dane z sieci radioteleskopów Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), najpotężniejszego na świecie instrumentu obserwującego promieniowanie milimetrowe i submilimetrowe. W ramach badań przeanalizowano sześć obrazów termicznych księżyca wykonanych między 17 lipca a 4 listopada 2012 roku. Choć ALMA jest najczęściej wykorzystywana do badań gazu, pyłu i procesów formowania planet, jej czułość pozwala również mierzyć emisję cieplną z lodowych powierzchni.
Celem analizy było zbadanie wierzchnich kilku centymetrów regolitu Kallisto oraz porównanie wyników z danymi zebranymi wcześniej przez sondę Galileo, która badała układ Jowisza w latach 1995–2003. Połączenie obu zestawów danych umożliwiło określenie wiarygodnej temperatury referencyjnej powierzchni i płytkiego podłoża księżyca.
Naukowcy oszacowali średnią temperaturę powierzchni Kallisto na około 133 kelwiny, czyli –140°C. Jednocześnie udoskonalili modele składu regolitu dla różnych typów terenów oraz wskazali na zróżnicowanie temperatur w warstwach podpowierzchniowych. Wyniki te znacząco poprawiają nasze rozumienie struktury termicznej i materiałowej Kallisto oraz stanowią punkt odniesienia dla przyszłych badań.
Autorzy podkreślają, że dalsze obserwacje z użyciem ALMA mogą zwiększyć rozdzielczość przestrzenną map termicznych i zmniejszyć niepewności pomiarów. Kluczową rolę odegra także europejska misja JUICE (JUpiter ICy moons Explorer), wystrzelona w kwietniu 2023 roku i planująca dotrzeć do Jowisza w lipcu 2031 roku. W latach 2031–2034 sonda wykona liczne przeloty obok Kallisto, Europy i Ganimedesa, badając ich powierzchnie, wnętrza oraz oddziaływania z polem magnetycznym Jowisza. Choć JUICE wejdzie na orbitę Ganimedesa, dane zebrane podczas przelotów obok Kallisto dostarczą bezcennych informacji o jego historii i potencjale istnienia oceanu pod lodową skorupą.