ИО (САТЕЛИТ): КАРАКТЕРИСТИКЕ, САСТАВ, ОРБИТА, КРЕТАЊЕ, СТРУКТУРА - АРТЕ - 2025

Ио је део четири галилејска сателита (Ио, Еуропа, Ганимеде, Цаллисто) који су тако названи, јер их је 1610. открио Галилео Галилеи помоћу рудиментарног телескопа који је сам саградио.

То је трећи највећи галилејски сателит и преосталих 75 Јупитерових сателита. По орбиталном полумјеру то је пети сателит и први од Галилејаца. Име му долази од грчке митологије, у коју је Ио био једна од многих девојака у коју се заљубио бог Зеус, који се у римској митологији звао и Јупитер.

Слика 1. Ио је део четирију сателита које је открио Галилео Галилеи 1610. године, а од четири су најближа планети. (викимедиа цоммонс).

Ио је једна трећина пречника Земље и отприлике величине нашег сателита, Месеца. У поређењу са осталим сателитима Сунчевог система, Ио је на петом месту по величини, а претходио му је Месец.

Површина Ио-а има планински ланац који се издваја из огромних низина. Не примећују се кратери утицаја, што указује да су избрисани својом великом геолошком и вулканском активношћу, који се сматрају највећим од свих у Сунчевом систему. Њени вулкани стварају облаке сумпорних једињења који се уздижу 500 км изнад њене површине.

На његовој површини постоје стотине планина, неке веће од Моунт Еверест-а, које су настале због интензивног вулканизма сателита.

Откриће Ио 1610. године и других галилејских сателита променило је перспективу нашег положаја у свемиру, јер смо у то време мислили да смо центар свега.

Откривајући „друге светове“, како је Галилео назвао сателите који се врте око Јупитера, идеја коју је предложио Коперник да се наша планета врти око Сунца постала је изводљивија и опипљивија.

Захваљујући Ио-ју прво је мерење брзине светлости направио дански астроном Оле Цхристенсен Рøмер 1676. године. Схватио је да је Јупитерово помрачење Јионовог помрачења било 22 минута краће када је Земља била ближа Јупитеру него када је била на крајњој тачки.

Било је то време када је светло требало да пређе Земљин орбитални пречник, одакле је Рøмер процијенио 225.000 км / с за брзину свјетлости, 25% мању од тренутно прихваћене вриједности.

Опште карактеристике Ио

Када се мисија Воиагер приближила систему Јовиан, открила је осам ерупција вулкана на Ију, а мисија Галилео, иако се није могла превише приближити сателиту, створила је слике вулкана одличне резолуције. Не мање од 100 ерупција вулкана открило је ову сонду.

Слика 2. Површина Ио која приказује велике равнице и обилне вулкане, у истинским бојама које је фотографирала сонда Галилео. Извор: НАСА.

Главне физичке карактеристике Ио су:

-Им пречник је 3.643,2 км.

-Масс: 8,94 к 10 ²² кг.

-Средња густина 3,55 г / цм ³ .

-Површинска температура: (ºЦ): -143 до -168

-Убрзање гравитације на њеној површини је 1,81 м / с ² или 0,185г.

-Производ ротације: 1д 18х 27.6м

-Провод превода: 1д 18х 27,6м

-Атмосфера састављена од 100% сумпор-диоксида (СО2).

Резиме главних карактеристика Ио

Састав

Најистакнутија карактеристика Ио је његова жута боја која настаје због сумпора таложеног на суштински вулканској површини. Из тог разлога, иако су утицаји метеорита које привлачи див Јупитера чести, брзо се бришу.

Сматра се да базалти обилују сателитом, као и увек, обојеним жутим сумпором.

Истопљени силикати обилују плаштом (за детаље о унутрашњој структури погледајте доље), док је кора састављена од смрзнутог сумпора и сумпор-диоксида.

Ио је најгушћи сателит у Сунчевом систему (3,53 г / цц) и упоредив је са каменитим планетима. Силикатна стијена плашта окружује језгру од растаљеног жељезног сулфида.

Коначно, атмосфера Ио састоји се од готово 100% сумпор-диоксида.

Атмосфера

Спектралне анализе откривају танку атмосферу сумпор-диоксида. Иако стотине активних вулкана испуштају тону гасова у секунди, сателит их не може задржати због ниске гравитације, а ни брзина изласка сателита није велика.

Поред тога, јонизовани атоми који напуштају Иову близину заробљени су Јупитеровим магнетним пољем, формирајући својеврсну крофну на својој орбити. Управо ови сумпорни јони дају сићушном и оближњем сателиту Амалтхеи чија је орбита испод Ио-а црвенкаста боја.

Притисак танке и танке атмосфере је врло низак, а његова температура испод -140ºЦ.

Површина Ио-а непријатељска је према људима, због ниских температура, токсичне атмосфере и огромног зрачења, с обзиром да је сателит унутар зрачења Јупитера.

Ио атмосфера бледи и запали се

Услед орбиталног кретања Ио-ја долази време у коме сателит престаје да прима светлост Сунца, јер га Јупитер помрачује. Овај период траје 2 сата и, како се и очекивало, температура пада.

Заиста, када се Ио суочи са Сунцем, његова температура износи -143 ° Ц, али када га помрачи гигантски Јупитер, његова температура може пасти и на -168 ° Ц.

Током помрачења, танка атмосфера сателита се кондензира на површини, формирајући сумпор диоксид, лед и потпуно нестаје.

Затим, када помрачење престане и температура почне да расте, кондензовани сумпор диоксид испарава и Ио танка атмосфера се враћа. Ово је закључак који је 2016. донио НАСА-ин тим.

Стога атмосфера Ио-е не ствара плинове из вулкана, већ сублимацијом леда на његовој површини.

Превод покрета

Ио направи једну комплетну револуцију око Јупитера у 1,7 земаљских дана, а сваки заокрет сателита помрачи планета домаћин, у периоду од 2 сата.

Због огромне плимне силе, орбита Ио требало би да буде кружна, али то није случај због интеракције са другим галилејским месецима, са којима су у орбиталној резонанци.

Кад Ио напуни 4, Еуропа напуни 2, а Ганимеде 1. Радознали феномен може се видети у следећој анимацији:

Слика 3. Орбитална резонанца Ио-а и његових сестринских сателита: Ганимеде и Еуропа. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Ова интеракција узрокује да орбита сателита има одређену ексцентричност, израчунату на 0,0041.

Најмањи полумјер орбите (периастер или перихелион) Ио је 420.000 км, док је највећи полумјер орбитале (апоастер или афелиј) 423.400 км, што даје средњи орбитални полумјер од 421.600 км.

Орбитална равнина је нагнута у односу на Земљину орбиталну равнину за 0,040 °.

Ио се сматра Јупитеровим најближим сателитом, али у стварности постоје још четири сателита испод његове орбите, иако изузетно мала.

У ствари, Ио је 23 пута већи од највећег од ових малих сателита, који су вероватно метеорити заробљени у Јупитеровој гравитацији.

Имена сићушних месеци, у близини близине планете домаћина, су: Метис, Адрастеа, Амалтхеа и Тхеба.

После Ио-ове орбите, следећи сателит је галилејски: Еуропа.

Упркос томе што је веома блиска Ио, Европа је по саставу и структури потпуно другачија. Вјерује се да је то тако јер мала разлика у орбиталном полумјеру (249 хиљада км) знатно чини плимну силу на Европи.

Орбита Ио и магнетосфера Јупитера

Вулкани на Ио пуше јонизиране атоме сумпора у свемир који су заробљени Јупитеровим магнетним пољем, формирајући крофу плазма проводника који одговара орбити сателита.

То је Јупитерово магнетно поље које носи јонизовани материјал из Ио-ове танке атмосфере.

Феномен ствара струју од 3 милиона ампера која појачава Јупитерово већ моћно магнетно поље да би се удвостручило више него што би било у Ио.

Ротационо кретање

Период ротације око властите оси подудара се са орбиталним периодом сателита, што је узроковано плимном силом коју Јупитер врши на Ио, чија је вриједност била 1 дан, 18 сати и 27,6 секунди.

Нагиб осе ротације је занемарљив.

Унутрашња структура

Пошто је његова просечна густина 3,5 г / цм ^3, закључује се да је унутрашња структура сателита стеновита. Спектрална анализа Ио не открива присуство воде, па постојање леда није вероватно.

Према прорачунима на основу прикупљених података, верује се да има сателит мало језгро гвожђа или гвожђа помешаног са сумпором.

Следи дубок и делимично растопљен стеновити огртач и танка, каменита кора.

На површини се налазе боје лоше направљене пице: црвена, бледо жута, браон и наранџаста.

Првобитно се сматрало да је кора сумпор, али инфрацрвена мерења откривају да вулкани избијају лаву на 1500 ° Ц, што указује да се не састоји само од сумпора (који врели на 550 ° Ц), већ постоји и растопљена стена.

Још један доказ присуства стене је постојање неких планина са висинама које дуплирају Моунт Еверест. Сам сумпор не би имао снаге да објасни ове формације.

Унутрашња структура Ио према теоријским моделима сумирана је на следећој илустрацији:

Слика 4. Структура Ио-а. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Геологија Ио-а

Геолошка активност планете или сателита је вођена топлином њене унутрашњости. А најбољи пример је Ио, најдубљи Јупитеров највећи сателит.

Огромна маса планете домаћина одличан је привлачњак за метеорите, попут оне која се сетила Схоемакер-Леви 9 из 1994. године, међутим Ио не показује ударне кратере и разлог је тај што их интензивна вулканска активност брише.

Ио има више од 150 активних вулкана који сипају довољно пепела да сахране ударне кратере. Вулканизам Јоа је много интензивнији од оног на Земљи и највећи је у целом Сунчевом систему.

Оно што појачава ерупције вулкана Ио је сумпор растворен у магми, који када се ослободи притиска покреће магму, бацајући пепео и гас до висине од 500 м.

Пепео се враћа на површину сателита, производећи слојеве отпадака око вулкана.

На површини Ио примећују се белкаста подручја због смрзнутог сумпор-диоксида. У пукотинама растопљеног лава тече и експлодира према горе.

Слика 5. Редослед сонде Нев Хоризонс, који приказује вулкан који избија на површини Ио-а. Извор: НАСА.

Одакле долази Иоова енергија?

Будући да је Ио мало већи од Месеца, који је хладан и геолошки мртав, поставља се питање одакле долази енергија овог малог сателита Јовиан.

То не може бити преостала топлина формације, јер Ио није довољно велик да би га задржао. Ни радиоактивно пропадање његове унутрашњости, јер у ствари енергија распршена вулканима лако утростручује топлоту зрачења коју тело такве величине емитује.

Извор енергије Ио је плимна сила, због огромне гравитације Јупитера и због њене близине.

Ова сила је толико велика да се површина сателита диже и спушта 100 м. Трење између стена производи оно што ствара огромну топлоту, сигурно много већу од оне земаљске плимне силе, која једва помера чврсту површину континената за неколико центиметара.

Огромно трење изазвано гигантском плимном силом на Ио узрокује довољно топлоте да се растопи дубоки слојеви. Сумпор-диоксид испарава, стварајући довољан притисак да се магма издува вулканима да охлади и покрије површину.

Ефекат плиме опада са коцком удаљености до центра атракције, тако да је овај ефекат мање важан у сателитима удаљенијим од Јупитера, где геологија доминира ударима метеорита.

Референце

1. 20 минута. (2016) Посматрање помрачења у Ио-у открива његове тајне. Опоравак од: 20минутос.ес
2. Кутнер, М. (2010) Астрономија: Физичка перспектива. Цамбридге Университи Пресс.
3. Семе и Бацкман. (2011). Ценгаге Леарнинг.
4. Википедиа. Ио (сателит). Опоравак од: ес. википедиа.цом
5. Википедиа. Сателити Јупитера. Опоравак од: ес. википедиа.цом
6. Википедиа. Галилејски сателит. Опоравак од: википедиа.цом