איו, הירח המקיף את כוכב הלכת צדק, הוא העולם הגעשי ביותר במערכת השמש. ההתפרצויות הגעשיות של איו מגיעות עד לגובה של 330 ק"מ. לשם השוואה, תחנת החלל הבינלאומית מקיפה את כדור הארץ בגובה 400 ק"מ. כעת, אסטרונומים ניצלו חלון הזדמנויות קוסמי כדי למפות לראשונה את אגם הלבה הגדול ביותר בירח – ובכך לפתור תעלומה מדעית בת עשרות שנים- תופעת התבהרות מחזורית בירח.
ב-8 במרץ 2015 הירח אירופה, שאף הוא סובב את צדק, חלף על פני איו. בדומה לאופן בו הירח מתמקם לעיתים בינינו לבין השמש ויוצר ליקוי חמה, כך אירופה התמקם כשהוא חוצץ בהדרגה בין איו לבין השמש, תוך שהוא מסתיר את רובו ומאפשר לאסטרונומים למקד את המבט רק בשוליים, בפני השטח הגעשיים. מאחר שפני השטח של אירופה מכוסים בקרח, הם מחזירים מעט מאוד אור באורכי גל אינפרה-אדומים. כך שלמעשה, סידור הירחים הזה הזה אפשר לחוקרים בכדור הארץ לבודד במדויק את החום שנפלט מפני השטח של איו.
מניתוח הנתונים עולה שהטמפרטורה באגם הלבה הגדול ביותר באיו עלתה בהדרגה מקצה אחד לאחר, מה שככל הנראה מצביע על התהפכות של הלבה בשני גלים שהתפשטו באגם, ממערב למזרח, בקצב של קילומטר ביום.
הממצאים החדשים מחזקים את הסברה לפיה התהפכות הלבה היא הגורמת לשינויים המחזוריים בבהירות האגם כולו, הנמצא בשקע גיאולוגי עצום בשם לוקי פאטרה (Loki Patera). לוקי פאטרה הוא הנקודה הפעילה ביותר מבחינה געשית באיו, ומכאן שגם הנקודה הפעילה ביותר מבחינה געשית בכל מערכת השמש. אגם הלבה מכסה שטח של 21,500 קמ"ר, כשטח כל מדינת ישראל.
"לוקי פאטרה מכסה שטח פי מיליון גדול יותר מאגם לבה רגיל בכדור הארץ", אמרה בהודעה לעיתונות קתרין דה קליר, דוקטורנטית מאוניברסיטת קליפורניה בברקלי והחוקרת הראשית במאמר, שפורסם היום ב-Nature. "לבה קשה שוקעת תקופתית וחושפת מגמה מאירה, הארה שאנחנו זיהינו בתחום האינפרה-אדום".
"זאת המפה המפורטת הראשונה של כל הפאטרה", הסבירה החוקרת-השותפה אשלי דיוויס מהמעבדה להנעה סילונית (JPL) בפסדינה. "המפה הראתה לנו לא גל אחד, אלא שני גלים של לבה מתהפכת – הסבר מורכב בהרבה מכפי שהיה מקובל עד כה לתופעת ההתבהרות המחזורית".
אסטרונומים הבחינו לראשונה בשינויי הבהירות של איו בראשית שנות ה-70. כשהחלליות וויאג'ר 1 ו-2 הגיעו לאיו ב-1979, הוכח שהשינויים הללו נגרמים בשל פעילות געשית על פני השטח. אך למרות הנתונים הרבים שאספה החללית גלילאו בשנות ה-90 ובראשית שנות האלפיים, אסטרונומים עדיין מתלבטים לגבי הסיבה המדויקת לתופעת ההתבהרות המחזורית, שמתרחשת כל 400 - 600 יום.
הסברה שההתבהרות נגרמת כתוצאה מהתהפכות הלבה באגמיםם, מתחרה בסברה אחרת, לפיה מדובר פשוט בהתפרצויות געשיות מחזוריות, ששופכות לבה טרייה לאגם. המחקר החדש מחזק את הסברה הראשונה, אבל כדי לאשר את התגלית באופן סופי – על החוקרים להמתין עתה לליקוי הבא של איו על ידי אירופה, שיתרחש ב-2021
