IO (SATELLIT): EGENSKAPER, SAMMANSÄTTNING, OMLOPPSBANA, RÖRELSE, STRUKTUR - ARTE - 2025

Io är en del av de fyra galileiska satelliterna (Io, Europa, Ganymede, Callisto) så att de upptäcktes 1610 av Galileo Galilei med ett rudimentärt teleskop som han själv byggde.

Det är den tredje största av de galileiska satelliterna och av de återstående 75 Jupitersatelliterna. För orbitalradie är det den femte satelliten och den första av galileerna. Namnet kommer från grekisk mytologi, där Io var en av de många piga som gud Zeus, även kallad Jupiter i romersk mytologi, blev kär i.

Bild 1. Io är en del av de fyra satelliter som upptäcktes av Galileo Galilei 1610 och av de fyra är den närmast planeten. (wikimedia commons).

Io är en tredjedel av jordens diameter och ungefär storleken på vår satellit månen. Jämfört med de andra satelliterna i solsystemet rankas Io femte i storlek, föregående av månen.

Yoens yta har bergskedjor som skiljer sig från de stora slättarna. Inga slagkratrar observeras, vilket indikerar att de har raderats av deras stora geologiska och vulkaniska aktivitet, som anses vara den största av alla i solsystemet. Dess vulkaner producerar moln av svavelföreningar som stiger 500 km över ytan.

Det finns hundratals berg på dess yta, några högre än Mount Everest, som har bildats på grund av satellitens intensiva vulkanism.

Upptäckten av Io 1610 och de andra galileiska satelliterna förändrade perspektivet på vår position i universum, eftersom vi vid den tiden ansågs vara centrum för allt.

Genom att upptäcka "andra världar", som Galileo kallade satelliterna som kretsade kring Jupiter, blev idén, som föreslogs av Copernicus, att vår planet kretsade kring solen mer genomförbar och påtaglig.

Tack vare Io gjordes den första mätningen av ljusets hastighet av den danska astronomen Ole Christensen Rømer 1676. Han insåg att varaktigheten på Ios förmörkelse av Jupiter var 22 minuter kortare när jorden var närmare Jupiter än när det var längst.

Det var den tid det tog för ljus att resa jordens orbitaldiameter, därifrån uppskattade Rømer 225 000 km / s för ljusets hastighet, 25% mindre än det nuvarande accepterade värdet.

Allmänna egenskaper hos Io

När Voyager-uppdraget närmade sig det joviska systemet fann det åtta utbrott av vulkaner på Io, och Galileo-uppdraget, även om det inte kunde komma för nära satelliten, tog fram utmärkta upplösningsbilder av vulkanerna. Inte mindre än 100 utbredda vulkaner upptäckte denna sond.

Figur 2. Yo av Yo som visar de omfattande slättarna och de rikliga vulkanerna, i riktiga färger fotograferade av Galileo-sonden. Källa: NASA.

De viktigaste fysiska egenskaperna hos Io är:

-Dens diameter är 3 643,2 km.

-Mass: 8,94 x 10 ²² kg.

-Genomsnittstäthet 3,55 g / cm ³ .

-Temperatur: (ºC): -143 till -168

-Tyngdkraftens acceleration på ytan är 1,81 m / s ² eller 0,185 g.

-Vridningsperiod: 1 18h 27,6m

-Översättningsperiod: 1d 18t 27,6m

-Atmosfär som består av 100% svaveldioxid (SO2).

Sammanfattning av Io: s huvudsakliga egenskaper

Sammansättning

Det mest utmärkta kännetecknet för Io är dess gula färg, vilket beror på svaveln som avsattes på den väsentligen vulkaniska ytan. Av denna anledning, även om påverkan på grund av meteoriter som jätten Jupiter lockar till är ofta, raderas de snabbt.

Basalter tros vara rikligt i satelliten, som alltid, färgad gul av svavel.

Smälta silikater finns rikligt i manteln (se nedan för detaljer om den inre strukturen), medan skorpan består av fryst svavel och svaveldioxid.

Io är den tätaste satelliten i solsystemet (3,53 g / cc) och kan jämföras med steniga planeter. Mantelens silikatrock omger en kärna av smält järnsulfid.

Slutligen består Io-atmosfären nästan 100% av svaveldioxid.

Atmosfär

Spektrala analyser avslöjar en tunn atmosfär av svaveldioxid. Trots att hundratals aktiva vulkaner spyr massor av gaser per sekund kan inte satelliten behålla dem på grund av den låga tyngdkraften och satellits utrymningshastighet är inte heller mycket hög.

Dessutom fångas joniserade atomer som lämnar Ios närhet av Jupiters magnetfält och bildar en slags munk på dess bana. Det är dessa svaveljoner som ger den lilla och närliggande satelliten Amalthea, vars omlopp ligger under Io, den rödaktiga färgen.

Trycket i den tunna och tunna atmosfären är mycket låg och temperaturen är under -140 ° C.

Yoens yta är fientlig mot människor på grund av dess låga temperaturer, dess giftiga atmosfär och den enorma strålningen, eftersom satelliten befinner sig inom Jupiters strålningsbälten.

Ios atmosfär bleknar och antänds

På grund av Io: s omloppsrörelse finns det en tid då satelliten slutar ta emot solens ljus, eftersom Jupiter förmörkar den. Denna period varar 2 timmar och som förväntat sjunker temperaturen.

Faktum är att när Io står inför solen är temperaturen -143 ºC, men när den tappas av den gigantiska Jupiter kan temperaturen sjunka till -168 ºC.

Under förmörkelsen kondenseras den tunna atmosfären i satelliten på ytan, bildar svaveldioxidis och försvinner helt.

När förmörkningen upphör och temperaturen börjar stiga förångas den kondenserade svaveldioxiden och Ios tunna atmosfär återgår. Detta är den slutsats som nåtts av ett NASA-team 2016.

Således bildas Io-atmosfären inte av gaser från vulkaner utan av sublimering av is på dess yta.

Översättning rörelse

Io gör en fullständig revolution kring Jupiter på 1,7 jorddagar, och varje varv av satelliten försvinna av sin värdplanet under en period av två timmar.

På grund av den enorma tidvattenskraften bör Io-bana vara cirkulär, men detta är inte fallet på grund av samspelet med de andra galileiska månarna, med vilka de befinner sig i resonans.

När Io fyller 4, blir Europa 2 och Ganymede 1. Det nyfikna fenomenet kan ses i följande animation:

Bild 3. Orbital resonans av Io och dess systersatelliter: Ganymede och Europa. Källa: Wikimedia Commons.

Denna interaktion gör att satellitbanan har en viss excentricitet, beräknad till 0,0041.

Den minsta orbitalradie (periaster eller perihelion) av Io är 420 000 km, medan den största orbitalradie (apoaster eller aphelion) är 423 400 km, vilket ger en medelbanoradie på 421 600 km.

Orbitalplanet lutar relativt jordens orbitalplan med 0,040 °.

Io anses vara den närmaste satelliten till Jupiter, men i verkligheten finns det fyra fler satelliter under dess bana, om än extremt små.

Io är faktiskt 23 gånger större än den största av dessa små satelliter, som antagligen är meteoriter som fångats i Jupiters tyngdkraft.

Namnen på de små månarna, i närheten av deras värdplanet är: Metis, Adrastea, Amalthea och Thebe.

Efter Ios omloppsbana är nästa satellit en galilisk: Europa.

Trots att Io är mycket nära, är Europa helt annorlunda i sammansättning och struktur. Detta tros vara så eftersom den lilla skillnaden i omloppsradie (249 tusen km) gör tidvattenskraften på Europa betydligt mindre.

Io-bana och magnetosfären av Jupiter

Vulkaner på Io blåser joniserade svavelatomer ut i rymden som fångas av Jupiters magnetfält och bildar en plasmaledartrut som matchar satellitens bana.

Det är Jupiters eget magnetfält som bär det joniserade materialet från Ios tunna atmosfär.

Fenomenet skapar en ström på 3 miljoner ampere som intensifierar Jupiters redan kraftfulla magnetfält till mer än det dubbla värdet det skulle ha om det inte fanns något Io.

Rotationsrörelse

Rotationsperioden kring sin egen axel sammanfaller med satellitens omloppsperiod, vilket orsakas av tidvattenskraften som Jupiter utövar på Io, vars värde är 1 dag, 18 timmar och 27,6 sekunder.

Lutningen av rotationsaxeln är försumbar.

Inre struktur

Eftersom dess genomsnittliga densitet är 3,5 g / cm ³ dras slutsatsen att satellitens inre struktur är stenig. Spektralanalys av Io avslöjar inte närvaron av vatten, så det är osannolikt att det finns is.

Enligt beräkningar baserade på de insamlade uppgifterna tros satelliten ha en liten kärn av järn eller järn blandat med svavel.

Det följs av en djup och delvis smält stenig mantel och en tunn, stenig skorpa.

Ytan har färgerna på en dåligt tillverkad pizza: röd, blekgul, brun och orange.

Skorpan ansågs ursprungligen vara svavel, men infraröda mätningar avslöjar att vulkaner bryter ut lava vid 1500 ° C, vilket indikerar att den inte bara består av svavel (som kokar vid 550 ° C), det finns också smält sten.

Ett annat bevis på förekomsten av sten är förekomsten av några berg med höjder som duplicerar Mount Everest. Enbart svavel skulle inte ha styrkan att förklara dessa formationer.

Io: s interna struktur enligt de teoretiska modellerna sammanfattas i följande illustration:

Figur 4. Io-struktur. Källa: Wikimedia Commons.

Geologi av Io

Den geologiska aktiviteten hos en planet eller satellit drivs av värmen i dess inre. Och det bästa exemplet är Io, det innersta av Jupiters största satelliter.

Den enorma massan av värdplaneten är en stor attraherare för meteoriter, som den som kom ihåg Shoemaker-Levy 9 1994, men Io visar inte påslagskrater och anledningen är att den intensiva vulkaniska aktiviteten raderar dem.

Io har mer än 150 aktiva vulkaner som spyr tillräckligt med aska för att begrava slagkratrarna. Vulkanismen i Io är mycket intensivare än jorden och är den största i hela solsystemet.

Det som förbättrar utbrottet av Io-vulkanerna är svaveln som löses upp i magma, som när den släpper ut trycket driver magma och kastar aska och gas upp till 500 m hög.

Askan återvänder till satelliten och producerar lager av skräp runt vulkanerna.

Vitaktiga områden observeras på Io-ytan på grund av fryst svaveldioxid. I sprickorna i felen flödar den smälta lavan och exploderar uppåt.

Bild 5. Sekvens som tagits av sonden New Horizons som visar en vulkan som bryter ut på ytan av Io. Källa: NASA.

Var kommer Ios energi ifrån?

Med att Io är lite större än månen, som är kall och geologiskt död, undrar man var energin från denna lilla jovianska satellit kommer från.

Det kan inte vara den återstående formationsvärmen, eftersom Io inte är tillräckligt stor för att behålla den. Det är inte heller det radioaktiva sönderfallet av dess inre, eftersom faktiskt energin som sprids av dess vulkaner lätt tredubblar strålningsvärmen som en kropp av en sådan storlek härrör från.

Ios energikälla är tidvattenskraften på grund av Jupiters enorma allvar och på grund av dess närhet till den.

Denna kraft är så stor att satellitytan stiger och faller 100 m. Friktionen mellan klipporna är det som producerar denna enorma värme, säkert mycket större än den markbundna tidvattenkrafterna, som knappt förflyttar den fasta ytan på kontinenterna med några centimeter.

Den enorma friktionen som orsakas av den gigantiska tidvattenkraften på Io gör att tillräckligt med värme genereras för att smälta de djupa skikten. Svaveldioxiden förångas, vilket alstrar tillräckligt med tryck för att magma spyddas av vulkaner för att svalna och täcka ytan.

Tidvatteneffekten minskar med kuben på avståndet till attraktionens centrum, så denna effekt är mindre viktig i satelliterna längre från Jupiter, där geologin domineras av meteoritpåverkan.

referenser

1. 20 minuter. (2016) Observationen av en förmörkelse i Io avslöjar dess hemligheter. Återställd från: 20minutos.es
2. Kutner, M. (2010) Astronomi: Ett fysiskt perspektiv. Cambridge University Press.
3. Frön och Backman. (2011). Solsystemet. Cengage Learning.
4. Wikipedia. Io (satellit). Återställd från: es. wikipedia.com
5. Wikipedia. Jupitersatelliter. Återställd från: es. wikipedia.com
6. Wikipedia. Galileisk satellit. Återställd från: wikipedia.com