Чем уникальна поверхность спутника ио кратко

Обновлено: 05.07.2024

Спутник Юпитера Ио. Этот небесный объект имеет, наверное, самое короткое название во Вселенной . Свое имя он получил из древнегреческой мифологии. Так звали одну из многочисленных возлюбленных Зевса.

Подлинник этой статьи (и еще много чего интересного) находится здесь

Считается, что этот спутник - один из самых необычных космических объектов. И не только потому, что его поверхность напоминает дно ржавого ведра, которое стоит в сарае у бабушки в деревне. Самый странный этот спутник потому, что его поверхность меняется быстрее, чем поверхность любого другого тела Солнечной системы. И еще потому, что это самое вулканически активное место во Вселенной из всех нам известных.

Вулканы и скорость движения Ио

Более 400 действующих вулканов усеивают ландшафт спутника Юпитера Ио. И, по крайней мере пару десятков из них, извергаются постоянно. Но и это еще не все. Этот космический объект подвергается воздействию наибольшего количества излучения среди всех нам известных объектов!

Однако никакого намека на эту экстремальную активность не обнаружил Галилео Галилей 8 января 1610 года, когда впервые увидел Ио, используя свой примитивный телескоп с 20-кратным увеличением. Очень скоро астроном понял, что спутник движется так быстро, что заметно меняет положение всего за один час. И полностью облетает Юпитер всего за 42,5 часа.

И это очень и очень быстро! Чтобы осознать такую скорость движения, только представьте - спутник вращается вокруг Юпитера примерно на том же расстоянии, что и Луна вокруг Земли! Однако Луне требуется четыре недели, чтобы завершить один оборот вокруг нашей планеты. Ио же делает это всего лишь почти за двое земных суток!

Объяснение этому явлению, конечно же, есть. Такие параметры движения Ио по орбите вокруг Юпитера связаны с огромной массой и, соответственно, гравитацией Юпитера. Именно она разгоняет спутник до ошеломительной скорости в 62 300 км/ч. И это на 25 процентов быстрее, чем сверхбыстрое вращение самого газового гиганта. Экваториальная скорость у которого примерно в 24 раза выше, чем у нашей планеты!

Разные миры

Ио по размерам почти близнец нашей Луны. Этот спутник всего на 5 процентов больше ее. Однако, на самом деле, нет двух миров , которые могут быть более разными. Серый, бесцветный, неизменный вид нашей Луны сильно контрастирует с постоянно мутирующими желтыми, оранжевыми и красными оттенками Ио. В основном эти цвета дает сера на разных стадиях затвердевания.

Самые сильные извержения, происходящие на спутнике, приводят к появлению красных или белых шлейфов, которые можно увидеть в форме зонтиков или вееров вокруг каждого вулкана . При единичных выбросах могут образовываться и красные кольца. В более прохладных регионах сера, когда затвердевает, получает странный желто-зеленый цвет.

Ад и Пакистан

Причиной подповерхностного нагрева и непрерывных извержений является не внутренний распад радиоактивных материалов, как на Земле. И не тепло, оставшийся от первоначального образования спутника. Во всем этом виноват Юпитер. И еще, пусть и в меньшей степени, регулярное взаимодействие Ио со спутником Юпитера Европой. Эти тела неумолимо растягивают и искажают геометрию спутника. И его внутренности разогреваются и извергаются наружу.

Это тепло высвобождает 100 триллионов ватт энергии. Которой вполне достаточно для создания на поверхности множества горячих точек. В дополнение к сернистому и базальтовому веществу, красочно осаждающемуся по всей поверхности Ио, извержения каждую секунду выбрасывают в космос тонны кислорода и серы.

Здесь возникают дополнительные любопытные странности. Ио вращается внутри мощных силовых линий магнитосферы Юпитера. Которые, захватив выброшенные ионизированные атомы вулканической серы и кислорода, сильно ускоряют их, гоняя туда и обратно между полюсами Юпитера. Эти атомы разгоняются до нескольких процентов от скорости света . И постепенно разрушаются. И Ио постоянно несется через эти высокоскоростные субатомные обломки.

Сверхскорость этого потока буквально омывает поверхность спутника зашкаливающим количеством радиации. На фоне которой Чернобыль кажется простым солярием. Уровень радиации на поверхности Ио составляет 3600 бэр в день. Это в пять раз больше смертельной дозы для человека !

Ио - наиболее вулканчески активный спутник Юпитера в Солнечной системы.

Чем глубже продвигаемся в систему, тем больше тайн раскрываем. Наиболее интересными стали 4 крупнейших спутника Юпитера, именуемые галилейскими лунами. Ио привлекает внимание из-за вулканической активности (более 400 действующих вулканов).

Обнаружение и имя

В 1610-м году Галилео Галилей заметил спутник при помощи обновленного телескопа собственного изобретения. Но он не мог отличить его от Европы, поэтому воспринял как единую световую точку. Но на следующий день разглядел отдельные тела.

В 1614 году Симон Мариус утверждал, что заметил спутники самостоятельно. Интересно, что именно его имена приняли в качестве официальных обозначений, ведь ранее их просто перечисляли римскими цифрами.

Телескоп Галилея с рукописной надписью, указывающей увеличительную силу объектива

Ио была любовницей Зевса. Происходила из линии потомков Геракла и служила жрицей в храме Геры. Все ее формирования получили имена от божеств, связанных с огнем и громом, а также персонажей и локаций из произведения Данте.

Сейчас в МАС записано 225 вулканов, плато, гор и крупных альбедо. Можно встретить Прометея, Тваштар Патера или Пан Менса.

Размер, масса и орбита

При радиусе в 1821.6 км и массе – 8.93 х 10 22 кг он достигает лишь 0.266 земного размера и 0.015 раз массивности. Средняя удаленность от планеты – 421700 км, но из-за эксцентриситета в 0.0041 может подходить на 420000 км и отдаляться на 432400 км.

Сравнительные размеры некоторых спутников и планет в Солнечной системе

Это наиболее внутренний спутник среди группы Галилея, а орбитальный путь проходит между Фивой и Европой. Пребывает в приливном блоке и всегда смотрит на Юпитер одной стороной. Активность вулканов на Ио - уникальное явление, которое еще предстоит изучить.

Таким образом вы узнали, спутником какой планеты является Ио.

Основные параметры спутника Ио

На прохождение орбитального пути тратит 42.5 часов при резонансе 2:1 с Европой и 4:1 с Ганимедом. Эти показатели повлияли на эксцентриситет, что стало изначальным источником для нагрева и геологической активности.

Состав и поверхность

С плотностью в 3.528 г/см 3 Ио обходит любую луну в системе. Объект представлен силикатной породой и железом. По наполнению ближе к планетам земного типа. Кора и мантия богаты на силикаты, а ядро выполнено из железа и сульфида железа. Последнее охватывает 20% массы спутника, а в радиусе простирается на 350-650 км. Но это в том случае, если состоит и железа. При добавлении серы охват в радиусе увеличится до 550-900 км.

Мантия на 75% состоит из магния и высокого уровня железа. Литосфера из базальта и серы занимает 12-40 км.

Внутреннее строение Ио

Анализ магнитных и тепловых потоков показал, что магматический океан расположен на глубине в 50 км, занимает такую же толщину и 10% мантии. Температурная отметка задерживается на 1200°С.

Главным источником нагрева выступает приливной изгиб, созданный орбитальным резонансом с Европой и Ганимедом. На нагревание также влияет удаленность луны от планеты, показатель эксцентриситета, состав и физическое состояние.

Приливной блок приводит к трению, что повышает градус внутри Ио. Это вызывает вулканическую активность и выбросы лавы на высоту в 500 км. Поверхностный слой практически полностью лишен кратеров и укрыт равнинами, горами, ямами и вулканическими потоками. На это намекает и яркий внешний вид.

Аппарат Галилео отобразил темное пятно, созданное извержением в 1997 году

На поверхности всегда есть двуокись серы, создающая крупные былые и серые участки. Атомная сера формирует желтые и желто-зеленые территории. Сера на полярных участках проходит сквозь радиационное влияние, из-за чего краснеет.

На луне практически нет воды, хотя в некоторых областях сохранились ледяные залежи. Горы в среднем вытягиваются на 6 км, а максимальная отметка достигает 17.5 км на южной стороне. Они изолированы и не обладают видимыми глобальными тектоническими рисунками.

Большая часть гор создается из-за сжиманий в литосфере, к чему приводят глубинные сдвиги.

Горы выполнены в различных формах и представлены плато и наклонными блоками. Те, что связаны с вулканами, напоминают щитовые вулканы с резкими склонами. Обычно они уступают по размерам остальным (1-2 км в высоту и 40-60 км в ширину).

Активные вулканы

Перед вами первый по вулканической активности объект в системе. Его поверхность укрыта сотнями вулканов и лавовыми потоками. Это не только создает лавовые выбросы на 500 км в высоту, но и влияет на геологию.

К примеру, масштабные извержения приводят к потокам в сотни километров, представленные базальтовыми силикатами, железом и магнием. В пространство высвобождаются сера, двуокись серы и зола.

Активность вулканов также создает многочисленные углубления, простирающиеся на 41 км и больше.

Атмосфера

Слабый атмосферный слой состоит из двуокиси серы, монооксида серы, атомной серы, хлорида натрия и кислорода. Давление колеблется от 3.3 х 10 -5 до 3 х 10 -4 Па. На ночной стороне может упасть к 0.1 х 10 -7 Па.

Температура также колеблется от -163.15°С до -183.15°С, но максимальная поднимается до 1526.85°С. Уровень атмосферной плотности выше всего в вулканических хребтах, что вызывает пополнение атмосферы. Вулканические шлейфы выступают источником для диоксида серы. В секунду выпускают 104 кг, но большая часть конденсируется к поверхности.

Элементы вроде NaCl, SO, S и O поступают из вулканической дегазации. Полярные сияния формируются из-за контакта заряженных частичек магнитосферы Юпитера с атмосферой спутника. Наиболее яркие события наблюдаются возле экваториальной линии.

Контакт с магнитосферой Юпитера

Ио влияет на создание планетарной магнитосферы. Юпитер вырывает материал из лунной атмосферы на скорости 1 тонна в секунду. Большая часть оказывается на орбите вокруг планеты, формируя нейтральное облако, где присутствует кислород, сера, натрий и калий.

Магнитное поле токов Юпитера с плазменным тором Ио

Линии планетарного магнитного поля, пересекающие луну, объединяют атмосферу Ио и нейтральное облако с полярным атмосферным слоем Юпитера. Из-за этого формируется ток, который и создает сияния.

Линии, проходящие мимо лунной ионосферы, также приводят к электрическому току, способному генерировать до 400000 вольт. Из тока возникает индуцированное магнитное поле. Подобное нашли и в других галилейских спутниках.

Исследование

Впервые мимо спутника пролетели Пионер-10 (1973) и Пионер-11 (1974). Миссии позволили впервые оценить массивность, состав, высокий уровень плотности, наличие атмосферы и интенсивных радиационных поясов.

Южная полярная область Ио в мозаике Вояджера-1

В 1979 году пролетели Вояджеры 1 и 2, с чьей помощью удалось получить более качественные изображения. Они впервые продемонстрировали цветной ландшафт. Также сведения показали, что на поверхности много серы и активные вулканы.

В 1995 году к Юпитеру прибыл аппарат Галилео, выполнив близкий подход 7 декабря. Галилео отследил процесс извержения, разобрался в составе и определил поверхностные изменения с момента прилета Вояджеров.

Миссию дважды расширяли в 1997-м и 2000-м гг. За это время Галилео 6 раз пролетел мимо Ио, что позволило четко определить геологические процессы и исключить магнитное поле.

В 2000 году Кассини приблизился и отдалился от системы Юпитера, что позволило провести совместный обзор. Это привело к находке нового шлейфа и лучшего понимания сияний.

В 2007 году мимо системы пролетел Новые Горизонты, добывший множество изображений поверхности, шлейфов и новых источников струй.

В 2011 году стартовал аппарат Юнона, который теперь следит за планетой и ее спутниками. За вулканической деятельностью удается наблюдать благодаря ИК-спектрометру. В 2022 году могут запустить миссию JUICE, которая сможет рассмотреть вулканы за 2 года, пока не установится на орбиту Ганимеда.

Орбитальная миссия JUICE

Ио – спутник Юпитера. Его диаметр составляет 3642 километра. Название спутника происходит от имени Ио (жрица Геры — древнегреческая мифология).

Загадочное небо влечет взгляды человека с тех пор, как он стал осознавать себя, как существо мыслящее. По разным причинам: сначала, вероятно, было удивление и изумление. Небо воспринималось, как что-то непонятное, волнующее, затем пугающее, приносящее иногда несчастья. Затем приносящее надежду. А потом взоры обращались на небесную сферу с целью познания и изучения.
В своем познании человечество продвинулось совсем ненамного, если мерить мерками Вселенной. Относительно хорошо мы исследовали свою Солнечную систему. Но еще осталось множество загадок, которые следует разгадать.
Сегодняшний разговор пойдет о спутниках планет нашей системы. Самые интересные и загадочные Луны у планеты Юпитер, впрочем, как и сама планета. Известны на данный момент 79 спутников Юпитера и только четыре из них открыл знаменитый Галилео Галилей. Все они разные и интересны по-своему.

История открытия

Но самой загадочной является Ио – Галилео Галилей впервые открыл ее в 1610 году и назвал ее Юпитер I. Одно то, что планета активна и на ней до сих пор идет вулканическая деятельность, привлекает астрономов планеты Земля. И притом деятельность эта довольно бурная. Девять действующих вулканов на ее поверхности выбрасывают в атмосферу вещества на 200 км и более – такой мощи можно позавидовать. В нашей Солнечной системе только две планеты имеют вулканическую деятельность – Земля и спутник Юпитера Ио.

Чем интересен спутник

Нажмите на картинку чтобы перейти на интерактивный глобус Ио

Но не только вулканами знаменит Ио, недра разогреваются радиоактивной деятельностью и электричеством. Мощные токи внутри спутника возникают за счет большого магнитного поля и образующихся сильнейших приливов под воздействием Юпитера.
Внешний вид планеты очень красив, сочетание красного, желтого, коричневого, дает мозаичную живую картинку. Так же как и Луна, Ио обращена к Юпитеру всегда одной стороной. Средний радиус планеты составляет 1 821,3 км.

Наблюдение за спутником Ио

Галилео Галилей наблюдал за Ио 7 января 1610 года. Спутник был обнаружен с помощью первого в мире телескопа-рефрактора. Первое мнение астронома было ошибочное и показало спутник как один элемент с Европой. На второй день ученый рассмотрел спутники раздельно. Таким образом, дата 8 января 1610 года считается датой открытия Ио.

Основные исследования Ио

Юпитер и Ио, снимок Вояджера-1

Поверхность спутника Ио

Замечательные цвета в вулканическом кратере Патера на спутнике Юпитера Ио, снимок космического корабля НАСА Галилео.

Ио имеет множество вулканов (около 400). Это наиболее геологически активное тело Солнечной системы. В процессе сжатия коры Ио образовалось около ста гор. Вершины некоторых, к примеру, Южная Боосавла, превышает пик Эвереста в два раза. На поверхности спутника располагаются обширные равнины. Поверхность его имеет уникальные свойства. Она содержит множество оттенков цветов: белого, красного, черного, зеленого. Такая особенность обусловлена регулярными потоками лавы, которые могут быть простираться до 500 километров. Ученые предполагают, что теплая поверхность планеты и возможность наличия воды делают возможным зарождения живой материи и дальнейшее ее обитание на спутнике.

Атмосфера спутника Ио

Ганимед, Каллисто, Ио и Европа

Атмосфера спутника является тонкой и имеет маленькую плотность, фактически правильнее говорить об экзосфере, которая наполняется вулканическими газами. В состав входят диоксид серы и другие газы. Вулканические выбросы спутника не содержат воду и водяные пары. Таким образом, Ио имеет существенное отличие от других спутников Юпитера.

Важным открытием космического аппарата Галилео стало обнаружение на значительной высоте спутника ионосферы. Вулканическая активность изменяет атмосферу и ионосферу спутника.

Орбита и вращение спутника

Ио – это синхронный спутник. Его орбита располагается в 421700 км от центра Юпитера. Полный оборот вокруг планеты Ио совершает за 42,5 часа.

Вулканические процессы на спутнике Ио

Три массивных извержения вулканов

Ио яркий и удивительный мир, аналогов которому нет во всей Солнечной системе. Активный вулканизм на спутнике размером с нашу Луну просто поражает масштабами, а футуристические фотографии поверхности спутника, полученные множеством космических аппаратов заставляют вновь и вновь погружаться в атмосферу этого далекого и таинственного мира.

Ио – один из самых больших спутников Юпитера. Больше всего он интересен тем, что на его поверхности расположено более четырех сотен активных вулканов. Его уникальность состоит в том, что во всей Солнечной системе вулканическая активность проявляется только на Ио и на Земле.

История открытия

Спутники Юпитера были открыты еще Галилео Галилеем в 1610 году. Ему удалось увидеть на орбите газового гиганта целых четыре луны. Тогда ученый не стал давать им имена, а лишь обозначил порядковыми номерами – Ио был первым.

Четыре года спустя, Симон Мариус, который также увидел спутники, предложил дать им названия. Ио была жрицей в древнегреческой мифологии.

Галилео Галилей

Характеристики

Ио имеет форму шара, сплюснутого на полюсах. Его радиус по экватору составляет 1830 км.

Плотность спутника Юпитера составляет 3,55 г/м 3 , три остальные луны имеют меньший показатель, снижающийся по мере удаленности от планеты.

Во вращении Ио примечательно то, что он делает полный оборот вокруг собственной оси за такое же время, как и вокруг планеты. Поэтому он всегда повернут к Юпитеру только одной стороной. Происходит этот оборот за 42 наших часа.

Поверхность Ио

Этот спутник Юпитера не похож на три других. Он покрыт различными отложениями из-за множества активных вулканов на нем. Поверхность Ио ярко-желтая с темными пятнами, в основном она ровная с редко встречающимися кратерами и небольшими наклонными горными массивами – они наклонены из-за сжимания литосферы. Воды там нет, но ледники имеются.

Поверхность Ио

Атмосфера

У Ио есть атмосфера во многом благодаря вулканам. Она состоит из диоксида серы, кислорода и хлорида натрия. Атмосферный слой очень тонкий и неравномерный, поэтому и давление везде разное.

На этом спутнике даже встречаются северные сияния из-за космической радиации. Температура самых холодных участков луны Юпитера – 184 градуса, а самых жарких – 1527, да, здесь всегда очень жарко.

Читайте также: