IO (SATELIT): CARACTERISTICI, COMPOZIȚIE, ORBITĂ, MIȘCARE, STRUCTURĂ - ARTE - 2025

Io face parte din cei patru sateliți galileeni (Io, Europa, Ganymede, Callisto) astfel numiți pentru că au fost descoperiți în 1610 de Galilei Galilei cu un telescop rudimentar pe care el însuși l-a construit.

Este al treilea cel mai mare dintre sateliții galileeni și din restul de 75 de sateliți Jupiter. În ordinea razei orbitale, este al cincilea satelit și primul dintre Galileeni. Numele său provine din mitologia greacă, în care Io a fost una dintre numeroasele domnișoare cu care zeul Zeus, numit și Jupiter în mitologia romană, s-a îndrăgostit.

Figura 1. Io face parte din cei patru sateliți descoperiți de Galilei Galilei în 1610, iar din cei patru este cel mai apropiat de planetă. (comune comunale).

Io este o treime din diametrul Pământului și despre dimensiunea satelitului nostru, Luna. Comparativ cu ceilalți sateliți din sistemul solar, Io se află pe locul cinci ca mărime, precedat de Lună.

Suprafața lui Io are lanțuri muntoase care ies în evidență din vastele câmpii. Nu se observă cratere de impact, ceea ce indică faptul că au fost șterse de marea lor activitate geologică și vulcanică, considerată cea mai mare dintre toate în sistemul solar. Vulcanii săi produc nori de compuși cu sulf care se ridică la 500 km deasupra suprafeței sale.

Pe suprafața sa există sute de munți, unii mai înalți decât Muntele Everest, care s-au format din cauza vulcanismului intens al satelitului.

Descoperirea lui Io în 1610 și a celorlalți sateliți galileeni au schimbat perspectiva poziției noastre în univers, deoarece la acel moment ne-am crezut că suntem centrul a tot.

Descoperind „alte lumi”, după cum Galileo a numit sateliții care au învârtit în jurul lui Jupiter, ideea, propusă de Copernic, că planeta noastră a învârtit în jurul Soarelui a devenit mai fezabilă și mai palpabilă.

Mulțumită lui Io, prima măsurare a vitezei luminii a fost făcută de astronomul danez Ole Christensen Rømer în 1676. Și-a dat seama că durata eclipsei Io de Jupiter a fost cu 22 de minute mai scurtă când Pământul era mai aproape de Jupiter decât când era în punctul ei cel mai îndepărtat.

Acesta a fost timpul necesar pentru ca lumina să parcurgă diametrul orbital al Pământului, de acolo Rømer a estimat 225.000 km / s pentru viteza luminii, cu 25% mai mică decât valoarea acceptată în prezent.

Caracteristicile generale ale Io

Când misiunea Voyager s-a apropiat de sistemul Jovian, a găsit opt ​​vulcani în erupție pe Io, iar misiunea Galileo, deși nu a putut să se apropie prea mult de satelit, a creat imagini de rezoluție excelente ale vulcanilor. Nu mai puțin de 100 de vulcani în erupție au detectat această sondă.

Figura 2. Suprafața lui Io care prezintă câmpii extinse și vulcani abundenți, în culori adevărate fotografiate de sonda Galileo. Sursa: NASA.

Principalele caracteristici fizice ale Io sunt:

-Diametrul său este de 3.643,2 km.

-Masa: 8,94 x 10 ²² kg.

Densitatea -Average 3,55 g / cm ³ .

-Temperatura suprafeței: (ºC): -143 până la -168

-Accelerația gravitației pe suprafața sa este de 1,81 m / s ² sau 0,185g.

-Period de rotație: 1d 18h ​​27,6m

-Perioada de translație: 1d 18h ​​27,6m

-Atmosfera compusă din dioxid de sulf 100% (SO2).

Rezumatul principalelor caracteristici ale Io

Compoziţie

Cea mai remarcabilă caracteristică a lui Io este culoarea galbenă, care se datorează sulfului depus pe suprafața esențială vulcanică. Din acest motiv, deși impacturile datorate meteoritelor pe care gigantul Jupiter le atrage sunt frecvente, acestea sunt șterse rapid.

Se consideră că bazalele sunt abundente în satelit, ca întotdeauna, colorate galben de sulf.

Silicații topiți sunt abundenți în manta (vezi mai jos pentru detalii despre structura internă), în timp ce crusta este compusă din sulf înghețat și dioxid de sulf.

Io este cel mai dens satelit din sistemul solar (3,53 g / cc) și este comparabil cu planetele stâncoase. Roca de silicat a mantalei înconjoară un miez de sulfură de fier topit.

În cele din urmă, atmosfera lui Io este compusă aproape 100% din dioxid de sulf.

Atmosfera

Analizele spectrale dezvăluie o atmosferă subțire de dioxid de sulf. Chiar dacă sute de vulcani activi aruncă o tonă de gaze pe secundă, satelitul nu le poate reține din cauza gravitației scăzute, iar viteza de evacuare a satelitului nu este nici foarte mare.

În plus, atomii ionizați care părăsesc vecinătatea lui Io sunt prinși de câmpul magnetic al lui Jupiter, formând un fel de gogoașă pe orbita sa. Acești ioni de sulf îi dau satelitului Amalthea minuscul și apropiat, a cărui orbită este sub cea a lui Io, culoarea roșiatică.

Presiunea atmosferei subțiri și subțiri este foarte scăzută, iar temperatura ei este sub -140ºC.

Suprafața Io este ostilă oamenilor, datorită temperaturilor scăzute, atmosferei sale toxice și radiației enorme, deoarece satelitul se află în centurile de radiații ale lui Jupiter.

Atmosfera lui Io se estompează și se aprinde

Datorită mișcării orbitale a lui Io există un timp în care satelitul încetează să mai primească lumina Soarelui, de când Jupiter îl eclipsează. Această perioadă durează 2 ore și, așa cum era de așteptat, temperatura scade.

Într-adevăr, atunci când Io se confruntă cu Soarele, temperatura sa este de -143 ºC, dar când este eclipsat de gigantul Jupiter, temperatura sa poate scădea la -168 ºC.

În timpul eclipsei, atmosfera subțire a satelitului se condensează pe suprafață, formând gheață cu dioxid de sulf și dispare complet.

Apoi, când eclipsa încetează și temperatura începe să crească, dioxidul de sulf condensat se evaporă și atmosfera subțire a lui Io revine. Aceasta este concluzia la care a ajuns o echipă NASA în 2016.

Astfel, atmosfera lui Io nu este formată de gaze provenite de la vulcani, ci de sublimarea gheții pe suprafața sa.

Mișcare de traducere

Io face o revoluție completă în jurul lui Jupiter în 1,7 zile Pământ, iar fiecare viraj al satelitului este eclipsat de planeta sa gazdă, pentru o perioadă de 2 ore.

Datorită forței enorme a mareei, orbita lui Io ar trebui să fie circulară, însă acest lucru nu se întâmplă datorită interacțiunii cu celelalte luni galileene, cu care se află în rezonanță orbitală.

Când Io împlinește 4 ani, Europa împlinește 2 ani și Ganymede 1. Fenomenul curios poate fi văzut în următoarea animație:

Figura 3. Rezonanța orbitală a lui Io și a sateliților săi: Ganymede și Europa. Sursa: Wikimedia Commons.

Această interacțiune face ca orbita satelitului să aibă o anumită excentricitate, calculată la 0,0041.

Cea mai mică rază orbitală (periaster sau perihelion) a lui Io este de 420.000 km, în timp ce cea mai mare rază orbitală (apoaster sau afelion) este de 423.400 km, oferind o rază orbitală medie de 421.600 km.

Planul orbital este înclinat în raport cu planul orbital al Pământului cu 0,040 °.

Io este considerat cel mai apropiat satelit de Jupiter, dar în realitate există încă patru sateliți sub orbita sa, deși extrem de mici.

De fapt, Io este de 23 de ori mai mare decât cel mai mare dintre acești sateliți mici, care sunt probabil meteoriți prinși în gravitația lui Jupiter.

Numele lunilor minuscule, în ordinea apropierii de planeta lor gazdă sunt: ​​Metis, Adrastea, Amalthea și Thebe.

După orbita lui Io, următorul satelit este unul Galileean: Europa.

În ciuda faptului că este foarte aproape de Io, Europa este complet diferită în ceea ce privește compoziția și structura. Se consideră că acest lucru se datorează faptului că această mică diferență în raza orbitală (249 mii km) face ca forța mareei asupra Europei să fie considerabil mai mică.

Orbită de Io și magnetosferă de Jupiter

Vulcanii de pe Io aruncă atomii de sulf ionizați în spațiu, care sunt prinși de câmpul magnetic al lui Jupiter, formând o gogoașă cu conductor de plasmă care se potrivește cu orbita satelitului.

Câmpul magnetic propriu al lui Jupiter este cel care transportă materialul ionizat din atmosfera subțire a lui Io.

Fenomenul creează un curent de 3 milioane de amperi care intensifică deja puternicul câmp magnetic al lui Jupiter până la mai mult decât dublul valorii pe care ar avea-o dacă nu ar exista Io.

Mișcare rotativă

Perioada de rotație în jurul propriei axe coincide cu perioada orbitală a satelitului, care este cauzată de forța de maree pe care Jupiter o exercită asupra Io, valoarea sa fiind de 1 zi, 18 ore și 27,6 secunde.

Înclinația axei de rotație este neglijabilă.

Structura interna

Deoarece densitatea sa medie este de 3,5 g / cm3 ^, se concluzionează că structura interioară a satelitului este stâncoasă. Analiza spectrală a Io nu dezvăluie prezența apei, astfel încât existența gheții este puțin probabilă.

Conform calculelor bazate pe datele colectate, se crede că satelitul are un miez mic de fier sau fier amestecat cu sulf.

Urmează o manta stâncoasă adâncă și parțial topită și o crustă subțire, stâncoasă.

Suprafața prezintă culorile unei pizza prost realizate: roșu, galben pal, maro și portocaliu.

Crusta a fost creată inițial a fi sulf, dar măsurătorile în infraroșu dezvăluie că vulcanii erupă lavă la 1500ºC, ceea ce indică faptul că nu este compusă numai din sulf (care fierbe la 550ºC), ci există și roci topite.

O altă dovadă a prezenței stâncii este existența unor munți cu înălțimi care duplică Muntele Everest. Sulful nu ar avea puterea de a explica aceste formațiuni.

Structura internă a lui Io în conformitate cu modelele teoretice este rezumată în următoarea ilustrație:

Figura 4. Structura Io. Sursa: Wikimedia Commons.

Geologia lui Io

Activitatea geologică a unei planete sau satelit este condusă de căldura din interiorul acesteia. Iar cel mai bun exemplu este Io, cel mai interior dintre cei mai mari sateliți ai lui Jupiter.

Masa enormă a planetei sale gazdă este un mare atractor pentru meteoriți, precum cel amintit Shoemaker-Levy 9 în 1994, cu toate acestea Io nu prezintă cratere de impact și motivul este că activitatea vulcanică intensă le șterge.

Io are mai mult de 150 de vulcani activi care aruncă suficientă cenușă pentru a îngropa craterele de impact. Vulcanismul lui Io este mult mai intens decât cel al Pământului și este cel mai mare din întregul sistem solar.

Ceea ce îmbunătățește erupțiile vulcanilor lui Io este sulful dizolvat în magmă, care atunci când își eliberează presiunea conduce magma, aruncând cenușă și gaz până la 500 m înălțime.

Cenușa revine la suprafața satelitului, producând straturi de resturi în jurul vulcanilor.

Zonele albicioase sunt observate pe suprafața Io din cauza dioxidului de sulf înghețat. În fisurile defectelor, lavă topită curge și explodează în sus.

Figura 5. Secvența luată de sonda New Horizons, care arată un vulcan care erupează pe suprafața lui Io. Sursa: NASA.

De unde provine energia lui Io?

Cu Io fiind puțin mai mare decât Luna, care este rece și moartă din punct de vedere geologic, ne întrebăm de unde provine energia acestui mic satelit jovian.

Nu poate fi căldura rămasă de formare, deoarece Io nu este suficient de mare pentru a o păstra. Nu este nici descompunerea radioactivă a interiorului său, deoarece de fapt energia disipată de vulcanii săi triplează cu ușurință căldura radiației pe care o emană un corp de o asemenea dimensiune.

Sursa de energie a lui Io este forța mareei, datorită imensei gravități a lui Jupiter și datorită apropierii de aceasta.

Această forță este atât de mare încât suprafața satelitului se ridică și scade 100 m. Fricțiunea dintre roci este ceea ce produce această căldură enormă, cu siguranță mult mai mare decât cea a forțelor de maree terestre, care abia mișcă suprafața solidă a continentelor cu câțiva centimetri.

Fricțiunea enormă cauzată de forța mareei gigantice asupra lui Io provoacă suficientă căldură generată pentru a topi straturile adânci. Dioxidul de sulf se vaporizează, generând suficientă presiune pentru ca magma provocată de vulcani să se răcească și să acopere suprafața.

Efectul mareei scade odată cu cubul distanței până la centrul de atracție, deci acest efect este mai puțin important în sateliții mai departe de Jupiter, unde geologia este dominată de impactul meteoritelor.

Referințe

1. 20 de minute. (2016) Observația unei eclipse din Io își dezvăluie secretele. Recuperat de la: 20minutos.es
2. Kutner, M. (2010) Astronomie: O perspectivă fizică. Presa universitară din Cambridge.
3. Semințe și Backman. (2011) .Sistemul solar. Cengage Learning.
4. Wikipedia. Io (satelit). Recuperat din: es. wikipedia.com
5. Wikipedia. Sateliti Jupiter. Recuperat din: es. wikipedia.com
6. Wikipedia. Satelit galilean. Recuperat de la: wikipedia.com