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P-48585 color, 25. April 1997
Ios Natriumwolke aufgenommen im sichtbaren Licht und durch den
Grün-Gelb-Filter. Darstellung der Intensität durch Konturlinien
Dieses Bild beinhaltet zwei Aufnahmen von Jupiters Mond Io und des ihn
umgebenden Himmels. Bei der Originalaufnahme wurde zweimal belichtet einmal
durch einen "Clear Filter", der das gesamte Spektrum des sichtbaren Lichts
passieren läßt, und dann durch einen Grün-Gelb-Filter.
Während der Aufnahmen zielte die Kamera in zwei leicht unterschiedliche
Richtungen, so daß das Clear-Filter-Bild auf der oberen Hälfte des
lichtempfindlichen Sensors abgebildet wurde, und die Grün-Gelb-Filter
Aufnahme auf der unteren Chiphälfte. Dieses Bild zeigt die
Originalaufnahmen, wie sie auf den Sensor belichtet wurden, hinzugefügt
wurden Konturen, die die Intensitäten verdeutlichen, sowie Falschfarben.
Osten ist rechts im Bild.
Der Großteil von Ios sichtbarer Oberfläche liegt im Schatten der Nacht.
Im Westen kann aber eine helle Mondsichel erkannt werden, die vom
"Jupiterschein" beleuchtet wird, also von Sonnenlicht, das auf Jupiter
fällt und von dessen Oberfläche auf Io zurückgeworfen wird.
Nahe dem östlichen Rand Ios, in äquatorialen Breiten, sieht man eine
helle weiße Lichterscheinung besonders prominent auf dem unteren der beiden
Bilder zu sehen. Es handelt sich um Licht der hinter Io in Blickrichtung
liegenden Sonne, das an einer Eruptionswolke des Vulkans Prometheus gestreut
wird. Prometheus befindet sich knapp hinter Ios westlichem Rand auf der nicht
einsehbaren Hälfte des Mondes. Die Wolke des Vulkanausbruchs ist etwa 100
Kilometer hoch und wird gerade östlich des Mondrandes vom Sonnenlicht
getroffen.
Der Himmel ist voller diffusen Lichts. Ein Teil dieser Strahlung rührt
von der Lichtstreuung in der Prometheus-Wolke her, sowie der Streuung an der
östlichen Horizontlinie von Io. Dies ist vor allem in der Clear-Filter
Aufnahme sehr deutlich. Der Großteil des gestreuten Lichts rührt
jedoch von Ios Natriumwolke her: Die Natriumatome, die sich in einer
ausgedehnten Zone reich an verschiedenen Partikeln um Io befinden, streuen
das Sonnenlicht bei der Wellenlänge von gelbem Licht, ungefähr bei
589 Nanometer. Die Konturen machen die Intensitätsverteilung deutlich und
zeigen, daß zum einen beträchtliche Anteile von diffuser Strahlung im
ganzen Bildfeld, bis zum östlichen Rand, vorhanden ist (die Natriumwolke
hat außerdem eine noch viel weiter reichende Ausdehnung), und zum
anderen, daß die diffuse Strahlung nicht überall in gleicher
Intensität auftritt, sondern eine bevorzugte Richtung hat, etwa dem
"Vier-Uhr-Zeiger" folgend, wenn man vom Zentrum Ios ausgeht. Aus
größerer Entfernung konnte ein ähnliches Phänomen bei der
Natriumwolke von Io beobachtet werden.
Das obere Bild zeigt außerdem einen runden weißen Fleck in der
unteren Hälfte von Ios Schattenseite; dieser steht mit
Wärmeabstrahlung des Vulkans Pele im Zusammenhang. Das untere Bild zeigt
dieses Phänomen in geringerer Ausdehnung: Der Clear-Filter ist für
diese Emissionen, die bei relativ hohen Wellenlängen am stärksten
sind, viel empfindlicher als der Grün-Gelb-Filter.
Diese Aufnahmen wurde am 9. November 1996 um 5:30 Uhr Weltzeit vom Solid State
Imaging- (SSI-) Kameraexperiment an Bord der Raumsonde Galileo gemacht. Zu
diesem Zeitpunkt befand sich Galileo im Schatten Jupiters, ungefähr in
einer Entfernung von 2,3 Millionen Kilometer (ungefähr 32 Jupirerradien)
von Jupiter un Io.
P-48585 color, April 25, 1997
Io's Sodium Cloud (Clear Filter and Green-Yellow Filter with Intensity
Contours)
This picture contains two images of Jupiter's moon Io and its surrounding sky.
The original frame was exposed twice, once through a clear filter and once
through a green-yellow filter. The camera pointed in slightly different
directions for the two exposures, placing a `clear filter image of Io' in the
top half of the frame, and a `green-yellow filter image of Io' in the bottom
half of the frame. This picture shows the entire original frame with the
addition of intensity contours and false color. East is to the right.
Most of Io's visible surface is in shadow, though part of a white crescent can
be seen on its western side. This crescent is being illuminated mostly by
`Jupitershine' (i.e., sunlight reflected off Jupiter). Near Io's eastern
equatorial edge is a burst of white light which shows up best in the lower
image. This is sunlight being scattered by the plume of the volcano
Prometheus. Prometheus lies just beyond the visible edge of the moon on Io's
far side. Its plume extends about 100 kilometers above the surface, and is
being hit by sunlight just a little east of Io's eastern edge.
The sky is full of diffuse light, some of which is scattered light from
Prometheus' plume and Io's lit crescent (particularly in the half of the frame
dominated by the clear filter). However, much of the diffuse emission comes
from Io's Sodium Cloud: sodium atoms within Io's extensive material halo are
scattering sunlight into both the clear and green-yellow filters at a
wavelength of about 589 nanometers.
The intensity contours help to illustrate that: (i) significant diffuse
emission is present all the way to the eastern edge of the frame (indeed, the
Sodium Cloud is known to extend far beyond that edge); (ii) the diffuse
emission exhibits a directional feature at about four o'clock relative to Io's
center (similar features have been seen in the Sodium Cloud at greater
distances from Io).
The upper image of Io exhibits a roundish white spot in the bottom half of
Io's shadowed side. This corresponds to thermal emission from the volcano
Pele. The lower image bears a much smaller trace of this emission because the
clear filter is far more sensitive than the green-yellow filter to those
relatively long wavelengths where thermal emission is strongest. This image
was taken at 5 hours 30 minutes Universal Time on Nov. 9, 1996 by the solid
state imaging (CCD) system aboard NASA's Galileo spacecraft. Galileo was then
in Jupiter's shadow, and located about 2.3 million kilometers (about 32 Jovian
radii) from both Jupiter and Io.
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