Причиной вулканической активности ио спутника юпитера является. Характеристики Ио

Спутник Ио — один из крупных лун Юпитера галилейской группы. Это уникальный объект, на котором находиться более четырехсот активных вулканов. Поверхность спутника вызывает особый интерес у исследователей. Из всех небесных тел Солнечной системы, вулканическая деятельность прослеживается только на Земле и на спутнике .

История открытия

Впервые, луны газового гиганта были замечены Галилео Галилеем в 1610 году. Он рассмотрел на орбите Юпитера сразу четыре небесных тела. Ио — это первый спутник среди галилейской группы. Галилей не называл свои открытия, а дал им порядковые номера.

Симон Мариус, который обнаружил луны в 1614 году, предложил назвать их мифическими именами. Ио относилась к потомкам Геракла. Она была жрицей в храме, а также любовницей бога Зевса.

Характеристики

Первый спутник имеет шарообразную форму. Радиус небесного тела полюсах составляет 1817 км, на экваторе — 1830 км. Меньшая окружность объяснятся приплюснутостью шара на полюсных участках. Из-за воздействия гравитационных сил материнской планеты, а также соседних лун и , Ио имеет необычную форму.

Плотность первого спутника немного меньше, чем у и составляет 3,55 г/м 3 . Показатели плотности других лун газового гиганта уменьшаются по мере удаленности от него. К примеру, у самого удаленного спутника — 1,83 г/м 3 .

Периоды обращения вокруг Юпитера и собственной оси у Ио совпадают. Из-за чего, он всегда повернут к газовому гиганту одной стороной. В перигелии луна приближается к материнской планете на 422 000 км и удалятся на 423 000 км. Полный оборот вокруг Юпитера, он осуществляет за 42 земных часа.

Поверхность Ио

Первая луна газового гиганта заметно отличается от своих соседей. Сверху он покрыт отложениями из-за вулканической активности. Они похожи на темные пятна на фоне ярко-желтой поверхности.

Здесь нет воды, но имеются ледяные залежи. На спутнике много активных вулканов, но общее количество кальдер составляет не более двух процентов. Максимальная глубина кратеров — 150 м. Большую часть поверхности луны занимают равнины. Горные цепи в шесть километров наблюдаются южной стороне. Максимальная высота не превышает 17,5. Горные участки изолированы, представлены в виде наклонных блоков и плато. Их образование объясняется сжиманием литосферы,

Атмосфера

Частые извержения, мощные катаклизмы изменяют не только поверхность луны, но и формируют тонкий слой атмосферы. Здесь она состоит из диоксида серы, кислорода, хлорида натрия. Газовая оболочка неравномерна по плотности и толщине. Ввиду этого, давление здесь также существенно различается. На ночной стороне оно минимальное, а на экваторе максимальное. Наиболее плотные участки атмосферы наблюдаются в вулканической зоне, где она пополняется диоксидом серы из-за извержений.

Вследствие воздействия космической радиации и газовой оболочки спутника образовываются полярные сияния.

Самая низкая температура здесь составляет 184°, а самая высокая — 1527°.

Изучение вулканической активности на спутнике Юпитера Ио

Наиболее привлекательными объектами для исследований на луне газового гиганта являются вулканы. Впервые сюда были отправлены космические зонды “Пионер 10” и “Пионер 11”. С их помощью, ученым удалось определить размеры и получить первые снимки уникального светила. Извержения были замечены аппаратом “Вояджер-1″ в 1979 году. После нескольких месяцев наблюдений, активность вулканов продолжалась. Это открытие стало причиной продолжить изучение поверхности первого спутника.

С помощью космических зондов, астрономы определили, что здесь присутствуют вулканы двух видов:

1. С температурой выше трехсот градусов. В этом случае, скорость выброса газов составляет 500 м/с, а высота столба не превышает ста километров.
2. Мощные объекты с температурой в 1000°. Выброс газа происходит со скоростью 1,5 км/с, а высота столба достигает 500 км.

После двух аппаратов “Вояджер”, к орбите газового гиганта был отправлен корабль НАСА “Галилео”. Он был запущен в 1989 году и достиг своей цели спустя шесть лет. Зонд передавал на Землю подробные данные о поверхности и структуре первой луны.

В 2000 году в космическое пространство был отправлен новый аппарат НАСА “Кассини- Гюгенс” для получения информации о строении самого уникального спутника в Солнечной системе.

Спустя семь лет, корабль “Новые горизонт” по пути к Поясу Койпера, посетил первую луну Юпитера и передал свежие снимки.

В данный момент на орбите газового гиганта находиться аппарат “Юнона”, с помощью которого изучается уникальная поверхность спутника. Полученные данные помогут ученым в исследовании периодичности извержений.

Наземное наблюдение не прекращаются.

1. На равнинах первой луны Юпитера, температура воздуха может быть ниже двухсот градусов. А в области вулканических вершин она повышается до трех тысяч.
2. Здесь часто наблюдается снег из диоксида серы.
3. Из-за частых землетрясений, потоков лав и пепла, рельеф небесного тела не постоянен. Места, где наблюдались горы могут преобразоваться в равнину и наоборот.
4. В момент образования, на Ио могла быть вода. Но мощные излучения материнской планеты устранили жидкость.

Ио - спутник Юпитера, самый близкий к планете из четырёх галилеевых спутников. Диаметр Ио делает его четвёртым по величине спутником в Солнечной системе. Назван в честь мифологической Ио - жрицы Геры и возлюбленной Зевса.
Ио сыграла значительную роль в развитии астрономии XVII-XVIII веков. Ее, вместе с другими галилеевыми спутниками, открыл Галилео Галилей в 1610 году. Это открытие способствовало принятию модели Солнечной системы Коперника, разработке законов движения планет Кеплера и первому измерению скорости света. Ио наблюдали только как яркую точку вплоть до конца XIX - начала XX века, когда стало возможным рассмотреть самые большие детали её поверхности - тёмно-красный полярный и светлый экваториальный районы.
Названия галилеевым спутникам дал Симон Марий. В 1614 году вышла его публикация Mundus Iovialis anno M.DC.IX Detectus Ope Perspicilli Belgici, в которой он предложил названия для ближайших спутников Юпитера, включая «Меркурий Юпитерианский» или первую из «Юпитерианских планет». Он поддержал предложение Иоганна Кеплера, сделанное в 1613 году, - называть спутники этой планеты в честь возлюбленных Зевса или его римского эквивалента. Крупнейшую из внутренних лун - Ио - он назвал в честь Ио из греческой мифологии. Потом названия, предложенные Марием, были забыты и вышли из употребления вплоть до середины 20-го столетия. В более ранней литературе Ио именуется по планетной принадлежности с добавлением римской цифры, например, «Юпитер I», или просто «первая луна Юпитера».
Детали рельефа Ио именуются в честь персонажей и местностей из мифа об Ио, в честь божеств огня, вулканов, Солнца и грозы из различных мифов, а также в честь персонажей и мест из Ада Данте, подходящих для поверхности вулканической природы. С тех пор как поверхность Ио была достаточно подробно изучена «Вояджером-1», названия получили 225 вулканов, гор, плато и областей с высоким альбедо. Наименованные детали рельефа относятся к таким типам:

Патера (лат. patera) - вулканический кратер неправильной формы,
- поток (fluctus) - лавовый поток,
- долина (vallis) - лавовый канал,
- эруптивный центр - местность, где заметны первые признаки извержения,
- гора (mons),
- столовая гора (mensa),
- купол (tholus),
- плато (planum),
- область (regio).

Диаметр спутника 3640 км (несколько больше Луны - 3474 км), средняя плотность - 3,5 г/см 3 , масса - 8,93*10 22 кг (на 20% больше массы Луны). Ио совершает один оборот вокруг Юпитера за 1,77 земных суток, для спутника характерно синхронное вращение: Ио всегда повернута к Юпитеру одним и тем же полушарием. Большая полуось орбиты Ио составляет 422 тыс. км. С учетом огромного радиуса Юпитера Ио движется над верхней кромкой облаков планеты на высоте примерно 350 тыс. км, что несколько меньше расстояния от Земли до Луны (384 тыс. км).

Вулканизм Ио

Перед облетами обоих «Вояджеров» команду Лаборатории реактивного движения NASA больше всего волновала точная навигация космических аппаратов. Одним из методов, применявшихся для решения этой проблемы, было выполнение снимков спутников и планет на фоне звезд - чтобы «неподвижные» положения более дальних звезд можно было использовать для определения местонахождения движущихся объектов. Восьмого марта 1979 года «Вояджер-1» прислал один из таких снимков, на котором было видно небо над краем диска Ио. Сотрудница из команды, отвечавшей за навигацию, Линда Морабито, обработала изображение, чтобы увеличить видимость тусклых звезд. В результате на фото «проявилось» огромное сияющее облако над Ио. Первый из восьми шлейфов, обнаруженных на снимках «Вояджера-1», вскоре получил название Пеле в честь гавайской богини вулканов.

СПУТНИК ЮПИТЕРА ИО

Патера Локи (в виде подковы)

СПУТНИК ЮПИТЕРА ИО

Активный вулканизм Ио стремительно меняет ландшафты спутника. За время, прошедшее между съемками спутника с аппаратов «Вояджер» и аппарата «Галилео», карта Ио разительно изменилась: появились новые вулканические объекты, изменилась форма лавовых потоков. Вулканизм также придаёт поверхности Ио уникальные особенности. Вулканический пепел и потоки лавы постоянно изменяют поверхность и окрашивают её в различные оттенки жёлтого, белого, красного, чёрного и зелёного (во многом благодаря аллотропам и соединениям серы). Потоки лавы на Ио достигают длины 500 километров. Вулканические выбросы создают тонкую неоднородную «атмосферу» Ио и потоки плазмы в магнитосфере Юпитера, в том числе огромный плазменный тор вокруг него.

Большинство химических элементов образуют одну-две связи с другими атомами и поэтому, как правило, имеют довольно простые молекулы. Однако сера способна создавать до шести различных связей и, таким образом, формировать гораздо более крупные молекулы. Сами атомы серы могут связываться друг с другом в 30 различных комбинациях и образовывать вещества, различные по строению и свойствам, так называемые аллотропы. Преобладающий желтоватый цвет поверхности Ио обусловлен присутствием наиболее распространенного аллотропа серы с молекулой из восьми атомов – S 8 . Близ полярных районов эти молекулы, подвергаясь радиации магнитосферы Юпитера, разделяются на более короткие цепочки S 3 и S 4 , там сера приобретает более красноватый оттенок. Более «чистая» сера из шлейфов имеет форму простых двухатомных молекул - S 2 . Однако эти молекулы стабильны только при высоких температурах, поэтому, опускаясь на поверхность, атомы превращаются в цепочки S 3 и S 4 , что объясняет красноватые кольца, окружающие шлейфы.

АЛЛОТРОПЫ СЕРЫ

Разогрев недр Ио

В течение многих миллионов лет приливы замедлили скорость вращения спутника вокруг своей оси, пока, в конце концов, период его вращения не стал равным периоду его обращения вокруг родительской планеты, а направление приливных сил, действующих на спутник, стало постоянным. Всего за несколько дней до того, как «Вояджер-1» обнаружил вулканическую активность на Ио, команда ученых, возглавляемая Стэнтоном Пилом из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, спрогнозировала подобные условия на этом спутнике. В своей революционной работе Пил вместе с учеными НАСА Патриком Кассеном и Рэем Т. Рейнолдсом утверждал, что хотя Ио и Европа теоретически должны выйти на круговые орбиты, сила тяжести каждого спутника оказывает взаимное влияние на оба тела, так что их орбиты остаются слегка вытянутыми. Ученые также предсказали, что из-за этого Ио и Европа будут подвергаться деформации, и результаты этого, возможно, будут заметны на изображениях поверхности Ио. За точный прогноз команда ученых была удостоена престижной премии Newcomb Cleveland Prize Американской ассоциации содействия развитию науки.

СИНХРОНИЗАЦИЯ

Тор Ио - это пончикообразное кольцо ионизированной серы, кислорода, натрия и хлора. Плазма в нём образуется из нейтральных атомов «облака», окружающего Ио, которые ионизируются и увлекаются магнитосферой Юпитера. В отличие от частиц нейтрального облака, эти частицы обращаются вокруг Юпитера совместно с его магнитосферой на скорости 74 км/с. Как и остальная часть магнитосферы Юпитера, плазменный тор наклонён к экватору Юпитера (и к орбитальной плоскости Ио). Это означает, что Ио находится то выше, то ниже ядра тора. Как было отмечено выше, более высокая скорость и энергия этих ионов частично ответственны за утечку нейтральных атомов и молекул из атмосферы Ио и протяжённого нейтрального облака. Тор состоит из трёх частей: внешнего «тёплого» тора, который располагается сразу за орбитой Ио; вертикально-широкого региона, известного как «лента» и состоящего из нейтральной области-источника, а также охлаждённой плазмы, расположенной в районе орбиты Ио; а также внутренней части, «холодного» тора, состоящего из частиц, которые медленно по спирали двигаются к Юпитеру. После примерно 40-дневного пребывания в «тёплом торе» частицы его покидают. Частично они ответственны за необычайно большую магнитосферу Юпитера. Частицы с Ио были обнаружены датчиками КА «Новые Горизонты» по вариациям магнитосферной плазмы очень далеко от спутника (в хвосте магнитосферы). Чтобы изучать подобные изменения внутри плазменного тора, исследователи измеряют его ультрафиолетовое излучение. Пока такие перемены не были окончательно увязаны с переменами в вулканической активности Ио (основного источника материи в плазменном торе), считается, что их причиной служит нейтральное облако натрия.
Приближаясь к Юпитеру в 1992 году, КА «Улисс» зафиксировал поток пылевидных частиц, направленный из системы Юпитера. Пыль в этих потоках удаляется от Юпитера на скоростях в несколько сот километров в секунду, имеет размер около 10 μm и состоит в основном из хлорида натрия. Исследования пыли, проведённые «Галилео», выявили, что пылевые потоки происходят с поверхности Ио, но точный механизм их формирования неизвестен: они могут быть результатом вулканической активности или столкновений с поверхностью Ио.
Линии магнитного поля Юпитера, которые пересекают Ио, соединяют атмосферу Ио и нейтральное облако с верхними слоями полярной атмосферы Юпитера электрическим током, известным как потоковая трубка Ио. Этот ток служит причиной полярных сияний в юпитерианской атмосфере, которые именуются «следом Ио», а также сияний в атмосфере Ио. Частицы, идущие по этой трубке, делают полярные области Юпитера тёмными в видимом свете. Местоположение Ио и её «следа» в атмосфере Юпитера относительно Земли и Юпитера сильно влияет на интенсивность наблюдаемого радиоизлучения Юпитера: она сильно увеличивается, когда Ио в зоне видимости.
Линии юпитерианского магнитного поля, проходящие сквозь ионосферу Ио, генерируют электрические токи, которые создают магнитное поле в недрах Ио. Считается, что индуцированное магнитное поле Ио генерируется в частично расплавленной силикатной магме в 50 километрах под поверхностью спутника. Схожие индуцированные магнитные поля «Галилео» обнаружил и на остальных галилеевых спутниках, где они генерируются предположительно подповерхностными водными океанами.

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.

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.

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.

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.

• На вершинах вулканов Ио температура может достигать 3000 градусов.
• На этом спутнике Юпитера идет снег, правда состоит он из диоксида серы.
• Здесь часто меняется рельеф из-за землетрясений и вулканической активности. То есть, там, где раньше были равнины, могут вырасти горы, и наоборот.
• На Ио могла быть вода в момент его образования. Но ей не суждено было там остаться из-за сильных излучений Юпитера.

Вторая-самая маленькая из четырех Галилейских лун и расположенная ближе всего к Юпитеру, Ио, впервые была задокументирована Галилео Галилеем (Galileo Galilei) в январе 1610 года. Спутник Ио, наряду с лунами Ганимедом, Европой и Каллисто, доказал землянам, что наша бледно-голубая планета не является центром Вселенной, галактики или даже Солнечной системы, хотя бы потому, что эти четыре спутника вращались вокруг Юпитера, а не вокруг нас. В то время как Галилей держал свое наблюдение в секрете в течение многих лет из-за гонений Католической Церкви, его открытие Ио проложило путь для дальнейших очень странных находок в последующие века, касающихся этой луны.

Называемый «луной-пиццей» Юпитера из-за яркого и размытого ландшафта, Ио также рассматривался как луна, состоящая из огня и льда, поскольку он находится в чрезвычайно холодном месте нашей Солнечной системы (почти 640 миллионов километров от Солнца), но, в отличие от других лун Юпитера, он испускает огромное количество тепла, несмотря на небольшие размеры. Это место чрезвычайно высокой вулканической активности, и современным ученым довелось наблюдать по-настоящему адский пейзаж в космосе, если такой где-либо и существует.

Вообще-то Галилео назвал Ио «Юпитером I», но в середине 1850-х годов луна получила свое мифологическое название. Созданное по образцу жрицы Геры (жены Зевса), небесное тело Ио было одним из многих, с которым у Зевса (аналог Римского бога Юпитера) был роман. В греческой мифологии Ио превратился в корову, чтобы не быть пойманным Герой, и это вполне подходящая история для странной луны с изменяющимся ландшафтом. Ниже приведены десять фактов об Ио, одном из самых странных естественных спутников в нашем уголке космоса.

10. Лишенный воды

Фото: NASA/JPL/University of Arizona

Ио — одно из самых сухих мест в Солнечной системе. Когда Ио первоначально сформировался на орбите Юпитера, на нем был лед. Ученые считают, что вода существовала на Ио после его образования. Однако любая вода, которая могла существовать на Ио в прошлом, уже давно испарилась с него из-за интенсивного излучения Юпитера.

Это не означает, что ученые исключают возможность существования жизни внутри Ио, а не на его поверхности. Если какая-либо жизнь и существует на «Юпитере I», то это, скорее всего, организмы, обитающие глубоко в коре луны. Поэтому, если вы надеетесь найти на Ио инопланетян, то нужно поискать глубоко под землей, где можно укрыться от радиации.

9. Огромные вулканы

На Ио отмечается чрезвычайная вулканическая активность. Мы все слышали об извержении вулкана Сент-Хеленс (Mount St. Helens) в 1980 году в Вашингтоне и извержении Везувия в 79 году н. э., которое погребло под слоем пела древний город Помпеи, или об Йеллоустонском (Yellowstone) супервулкане, который находится внизу штата Вайоминг. Однако все они бледнеют по сравнению с тем, что происходит на Ио. Фактически, на малой луне существуют сотни вулканов, которые являются главным фактором погоды на поверхности Ио.

Извержения вулканов на Ио настолько мощные, что их можно увидеть с Земли с помощью телескопов. В течение нескольких секунд на сотнях квадратных километров происходят извержения. Говорят, что во время некоторых извержений выделяется 20 триллионов ватт энергии, и столбы образующегося при этом мусора уходят прямо в космос. Иногда, столбы, состоящие из серы, скальной породы, и твердых частиц поднимаются на 400 километров над поверхностью луны. Извержения на Ио обычно в тысячи раз мощнее, чем те, что случаются на нашей планете. После извержений из вулканов Ио текут реки лавы, в некоторых случаях их протяженность составляет многие сотни километров.

8. Лавовое море

Под поверхностью Ио находятся моря магмы, покрывающие всю луну. Сжимающий, хлюпающий и плескающийся слой магмы под корой луны похож на желатин и служит топливом для вулканов Ио, в то же время его наличие позволяет поверхности спутника плавать на расплавленных камнях. Этот подземный резервуар жидкой породы имеет толщину 50 километров, что объясняет, почему Ио является местом самой высокой вулканической активности в Солнечной системе.

Недавно ученые подсчитали, что, хотя диаметр Ио примерно равен ширине Северной Америки, его вулканы выбрасывают в 100 раз больше лавы, чем все вместе взятые вулканы на Земле. В одном из районов Ио, названном Локи Патера (Loki Patera) в честь норвежского бога хитрости и обмана, одна из вулканических впадин простирается на 204 километра и постоянно наполняется магмой из-под поверхности. Являющееся открытым, это море лавы будет в миллионы раз больше, чем любое «море» лавы, найденного на Земле.

7. Температура Ио

Температура на Ио изменяется радикально. Из всех лун в нашей Солнечной системе на поверхности Ио могут наблюдаться самые широкие колебания температуры. В некоторых районах Ио, в которых преобладает крупномасштабная вулканическая активность, может наблюдаться температура в 1700 градусов Цельсия, это жарче, чем на поверхности Меркурия. Учитывая излучение от Юпитера и такую высокую температуру, любому посетителю Ио понадобится довольно интенсивный солнцезащитный крем. Однако, в основном, Ио очень холодное место.

Вдали от этих горячих точек вулканической активности, температура на поверхности Ио падает до -153 градусов Цельсия. Космический аппарат НАСА Galileo обнаружил, что ночные температуры на Ио почти такие же, как и на его экваторе и вблизи полюсов. Удивительно, но это почти полная противоположность тому, что происходит на Земле, поскольку экваториальные регионы получают больше солнечного света, чем полярные регионы.

6. Это вонючее место

Возможно, Ио – самое вонючее место в нашей Солнечной системе! Как будто замораживающих кости температур, горячие точек в тысячу градусов и отсутствия воды недостаточно, чтобы значительно усложнить вашу жизнь, на Ио воняет гнилыми яйцами. Почему? Тонкая атмосфера Ио состоит в основном из двуокиси серы (выделяющейся из вулканов). В атмосфере Ио имеются также следы других элементов, которые задерживают эту противную двуокись серы в воздухе.

Не прекращающиеся вулканические извержения подливают «газа», создавая на луне довольно резкий запах. Однако этот газ также способствуют созданию атмосферы Ио (даже если она ужасно пахнет), что делает его уникальным среди лун, поскольку большинство из них просто лишены какой-либо атмосферы. Что выбрать, воздух, который пахнет тухлыми яйцами, или вакуум? Конечно, вы задохнетесь в любом из них.

5. Сильный магнетизм


Фото: Don Davis

В виду того, что атмосфера Ио главным образом состоит из двуокиси серы, это способствует тому, что Ио оказался в очень ионизированном месте. Орбита Ио вокруг Юпитера проходит через интенсивные магнитные поля, превращая Ио в орбитальный электрогенератор. Однако, примечательна не только заряженная атмосфера, рождающая мощные грозы, но и тот факт, что из-за магнитного влияния Юпитера каждую секунду примерно тонна поверхностного покрытия спутника слетает с него. Это серьезная потеря веса!

Материал, который «сдирается» с Ио, быстро подвергается ионизации, образуя вокруг луны интенсивное радиационное облако. Ученые называют его плазменным торусом. Ио — одно из немногих мест в нашей Солнечной Системе, где замечено такое явление, что добавляет еще одну странность в список странностей Ио. К сожалению, ученые склонны согласиться с тем, что такое излучение оставляет мало шансов для формирования жизни на Ио (хотя они не исключают этого полностью) по сравнению с шансами других спутников, вращающихся вокруг Юпитера, таких как ледяная луна Европа.

4. Короткий год на Ио

Год на Ио — один из самых коротких в Солнечной системе. Думаете, время быстро летит на Земле? На Ио год (период обращения вокруг Юпитера) составляет всего 42 земных часа.

В то время как Земной Луне требуется примерно 27 дней, чтобы совершить оборот вокруг нашей планеты, год Ио по сравнению с этим проносится невероятно быстро! Интересно, что длительность года Ио почти равна длительности его дня (1,8 земных дня).

3. Растянутый и сжатый


Фото: NASA/JPL

Еще один странный факт. Как при вымешивании теста, поверхность Ио постоянно испытывает влияние невероятной гравитации Юпитера. Это означает, что под влиянием Юпитера его луна постоянно растягивается и сжимается, изменяя свою форму, поскольку магма внутри спутника сжимается, как желатин. Во время так называемого приливного разогрева поверхность Ио может ежедневно выпирать вверх и уходить вниз на сотни километров.

Другие луны, такие как Европа и Энцелад, также подвергаются приливному разогреву, создающему огромные трещины во льду первого и заставляющему извергаться ледяные гейзеры последнего.

2. Снег из серы


Фото: SwRI/Andrew Blanchard

Каждый день на Ио выпадает снег из серы. В отличие от кристаллов замерзшей воды, которые мы привыкли видеть здесь, на Земле, «снег» на Ио очень странный. В течение двух часов каждый год луна переходит в огромную тень Юпитера. Это создает препятствие на пути солнечного света, и тонкая атмосфера Ио не нагревается. В тени Юпитера холодная температура способствует тому, чтобы диоксид серы из атмосферы выпал на поверхность в виде «снега». Газ, вырывающийся из вулканов Ио, также сразу замерзает, способствуя выпадению частиц серы.

Кроме того, во время этого «теневого эффекта» происходит нечто совсем необычное: во время этих коротких затмений атмосфера Ио существенно разрушается. Примерно через два часа, когда солнечный свет начинает достигать поверхности Ио, атмосфера спутника возрождается, поскольку выпавший серный снег возвращается в газообразное состояние (сублимация). Таким образом, атмосфера Ио находится в бесконечном цикле разрушения и возрождения, поскольку солнечный свет влияет не только на температуру на поверхности, но и на существование атмосферы вокруг луны.

1. Ио помогает нам понять историю Земли

Юпитерианская луна Ио является, наверное, одним из самых странных мест в нашей Солнечной системе, которые только можно себе представить, учитывая огромные вулканы, лавовые моря, вонючую атмосферу (когда она существует) и бомбардировку мощной радиацией Юпитера. Однако ученых привлекают не геофизические странности Ио, а то, что он дает нам возможность заглянуть в историю Земли.

Когда Земля только образовалась более четырех миллиардов лет назад, она представляла собой массивный шар из магмы, бомбардируемый астероидами, падающими в ее лавовые моря. Удивительно, что такой далекий инопланетный мир позволяет нам изучать самые ранние вулканические явления, которые могли иметь место на нашей планете. Как показывает этот список из десяти инопланетных фактов об Ио, самый близкий к Юпитеру спутник, действительно, настоящий космический чудак.

Орбита = 422 000 км от Юпитера
Диаметр = 3630 км
Масса = 8.93*1022 кг

Ио - третий по величине и ближайший спутник Юпитера. Ио немного больше, чем Луна - спутник Земли. Ио была первой возлюбленной Зевса (Юпитера), которую он превратил в корову, чтобы попытаться скрыть от ревнивой Геры. Ио открыли Галилей и Мариус в 1610 году.

В отличие от большинства спутников во внешней солнечной системе Ио и Европа подобны по составу планетам земной группы, прежде всего наличием силикатных горных пород. Последние данные со спутника Galileo показывают, что Ио имеет железное ядро (возможно, смесь железа с сульфидом железа) радиусом по крайней мере 900 км.

Поверхность Ио радикально отличается от поверхности любого другого тела Солнечной системы. Это было совершенно неожиданным открытием, сделанным учеными с помощью корабля Voyager. Они ожидали увидеть поверхность, покрытую кратерами, как на других телах с твердой поверхностью, и оценить по ним возраст поверхности Ио. Но на Ио найдено очень мало кратеров, следовательно, его поверхность очень молода.

Вместо кратеров Voyager 1 обнаружил сотни вулканов. Некоторые из них активны! Фотографии извержений с факелами высотой 300 км были переданы на Землю кораблями Вояджером и Галилео. Это было первое реальное доказательство того, что ядра других тел земной группы также горячи и активны. Материал, прорывающийся из вулканов Ио, является некоторой разновидностью серы или двуокиси серы. Вулканические извержения быстро изменяются. Только за четыре месяца, прошедшие между полетами Voyager 1 и Voyager 2, некоторые из вулканов перестали действовать, но появились другие.

Недавние изображения, полученные с помощью телескопа NASA c инфракрасной камерой в Mauna Kea на Гавайях, показывают новое и очень большое извержение. Изображения с Galileo также показывают много изменений со времени полета Вояджера. Эти наблюдения подтверждают, что поверхность Ио действительно очень активна.

Ландшафты Ио удивительно разнообразны: котлованы глубиной до нескольких километров, озера расплавленной серы (ниже справа), горы, которые не являются вулканами, потоки из какой-то вязкой жидкости (некая разновидность серы?), тянущиеся на сотни километров, и вулканические жерла. Сера и серосодержащие смеси дают широкий диапазон цветов, которые наблюдаются на снимках Ио.

Анализ снимков, полученных Вояджером, приводил ученых к предположению о том, что потоки лавы на поверхности Ио состоят главным образом из расплавленной серы с различными примесями. Однако последовательные наземные инфракрасные исследования указывают, что они слишком горячи для того, чтобы быть жидкой серой. Одна из идей по этому поводу состоит в том, что лава на Ио является расплавленной силикатной горной породой. Недавние наблюдения указывают, что это вещество может содержать натрий.

Некоторые из самых горячих пятен на Io достигают температур 1500 K, хотя средняя температура намного ниже, приблизительно 130 K.

Энергию для всей этой активности Ио, возможно, получает благодаря приливным взаимодействиям с Европой, Ганимедом и Юпитером. Хотя Ио, подобно Луне, всегда повернута одной и той же стороной к Юпитеру, все же влияние Европы и Ганимеда вызывает небольшие колебания. Эти колебания вытягивают и изгибают поверхность Ио на целых 100 метров и генерируют теплоту, в результате чего поверхность нагревается.

Ио пересекает линии магнитного поля Юпитера, генерируя электрический ток. Хотя он мал по сравнению с приливным нагревом, этот ток может нести более чем 1 триллион Вт. Недавние данные с Galileo указывают, что Ио может иметь собственное магнитное поле, как Ганимед. На Ио очень разряженная атмосфера, состоящая из двуокиси серы и, возможно, некоторых других газов. В отличие от других спутников Юпитера, на Ио очень мало или вообще нет воды.

Согласно последним данным космического корабля Galileo вулканы на Ио очень горячи и включают в себя незнакомые ингредиенты. Спектрометр ближнего инфракрасного диапазона, установленный на Galileo, обнаружил чрезвычайно высокие температуры внутри вулканов. Они оказались намного выше, чем считалось ранее. Спектрометр способен обнаруживать тепло вулкана и указывать расположение различных материалов на поверхности Ио.

Внутри вулкана Пеле (Pele), названного по имени мифологической Полинезийской богини огня, температура намного выше температуры внутри любого из вулканов на Земле - она составляет около 1500° С. Возможно, что миллиарды лет назад вулканы на Земле были такими же горячими. Теперь ученых интересует следующий вопрос: все ли вулканы на Ио извергают такую горячую лаву, или большинство вулканов подобны базальтовым вулканам на Земле, которые выбрасывают лаву с более низкими температурами - около 1200° С?

Еще до того, как Galileo подлетел близко к Ио в конце 1999 - начале 2000 года, было известно, что на Ио есть два больших вулкана с очень высокой температурой. Теперь же Galileo обнаружил, что на Ио существует больше высокотемпературных районов, чем показывали отдаленные наблюдения. Это означало, что на Ио могут быть и намного меньшие вулканы с очень горячей лавой.

Один из наиболее активных вулканов на Ио - вулкан Прометей. Его выбросы газа и пыли были зафиксированы и ранее космическим кораблем Voyager, и теперь - Galileo. Вулкан окружен кольцом яркой двуокиси серы.

Как уже было сказано, спектрометр, установленный на борту Galileo, может распознавать различные вещества путем определения их способности поглащать или отражать свет. Таким образом был обнаружен не известный до сих пор материал. По предположениям ученых это мог быть минерал, содержащий железо, типа пирита, присутствующий в силикатной лаве. Но дальнейшие исследования показали, что, вероятнее всего, это вещество не поднимается на поверхность вместе с лавой, а скорее выбрасывается вулканическими факелами. Возможно, что идентификация этого таинственного состава потребует экспериментов в лаборатории при использовании данных наблюдений космического корабля.

Ио имеет твердое металлическое ядро, окруженное каменной мантией, как у Земли. Но под действием гравитации Луны форма Земли искажается слабо. А вот форма Ио под влиянием Юпитера искажается гораздо сильнее. Фактически, Ио постоянно имеет овальную форму из-за вращения и приливного влияния Юпитера. Корабль Galileo измерил полярную гравитацию Ио, когда облетал его в мае 1999 года. При известном гравитационном поле можно определить внутреннюю структуру Ио. Взаимосвязь между полярной и экваториальной гравитацией показывает, что Ио имеет большое металлическое ядро, по большей части железное. Металлическое ядро Земли генерирует магнитное поле. Пока не известно, генерирует ли металлическое ядро Ио свое магнитное.

Главная » Обучение за рубежом » Причиной вулканической активности ио спутника юпитера является. Характеристики Ио