Почему спутник юпитера ио разноцветный. Исследование спутника Ио

Еще в 1610 году итальянским ученым Галилео Галилеем были замечены четыре пятна на диске Юпитера . Пятна то появлялись, то вновь исчезали. Это было похоже на вращение планет вокруг звезды, подобной Солнцу . Так были открыты первые "луны" Юпитера, названные на имя ученого - галилеевыми спутниками . Почти четыреста лет ученые, астрономы и просто любители были уверены в том, что у Юпитера только четыре спутника. Однако в век космических технологий, такими аппаратами как Пионер и Вояджер были обнаружены целые десятки Юпитерских лун . Все они, вместе с огромным гигантом, образуют еще одну, маленькую "Солнечную систему ". Если бы масса Юпитера была в 4 раза больше его настоящей массы, то образовалась бы еще одна звездная система. На Земном небосклоне наблюдалось бы две звезды : Солнце и Юпитер .

Все спутники вращаются за счет огромной гравитации Юпитера, их вращение подобно вращению Луны вокруг Земли . У каждой "луны" есть свои орбиты, которые отдалены от газовой планеты на различные расстояния. Самый близкий спутник Юпитера - Метида находится в 128 тыс км, от планеты, в то время как самые далекие отдаленны на 20-30 млн. км от своего "хозяина". В данный момент взор ученых и астрономов направлен именно на изучение 4 галилеевых спутников (Ио, Европа, Ганимед, Калисто), так как они самые крупные и непредсказуемые луны Юпитера. Это интереснейшие новые миры , каждый со своей историей, загадками и явлениями.

Ио

Название спутника: Ио;

Диаметр: 3660 км;

Площадь пов-ти : 41 910 000 км²;

Объем : 2,53×10 10 км³ ;
Масса : 8.93×10 22 кг;
Плотность : 3530 кг/ м³;
Период вращения : 1.77 суток;
Период обращения : 1.77 суток;
Расстояние от Юпитера : 350 000 км;
Орбитальная скорость : 17,33 км/ с;
Длина по экватору : 11 500 км;
Наклон орбиты : 2,21°;
Ускор. свободного падения: 1,8 м/с²;
Спутник : Юпитера

Ио был открыт Галилеем 8 января 1610 года. Это самый близкий галилеевый спутник Юпитера . Расстояние от Ио до самых внешних слоев атмосферы Юпитера почти такое же как между Луной и Землей - около 350 000 тыс км. По многим основным параметрам спутник похож на Луну. Масса и объем почти не отличаются, радиус Ио лишь на 100 км больше лунного радиуса, силы притяжения обоих спутников так же похожи (Ио - 1,8 м/с², Луна - 1,62 м/с²). За счет маленького расстояния от планеты и большой массы Юпитера , гравитационная сила вращает Ио вокруг планеты со скоростью 62 400 км/ч (в 17 раз больше скорости вращения Луны). Таким образом год на Ио длится всего 42,5 часов, поэтому наблюдать спутник можно почти каждый день.

Характерным отличием между Ио и другими спутниками Юпитера является большая вулканическая активность на ее поверхности. Космические станции "Вояджеры" зафиксировали 12 действующих вулканов, извергающих горячие потоки лавы высотой до 300 км. Основной выбрасываемый газ - диоксид серы, замерзающий потом на поверхности в виде твердого белого вещества. Из-за тонкой атмосферы Ио, такие раскаленные фонтаны газа можно видеть даже с помощью любительских телескопов. Это величественное зрелище можно отнести к одному из чудес Солнечной системы. Что является причиной столь высокой вулканической активности Ио , ведь ее соседка Европа - это полностью замерший мир, поверхность которого покрыта многокилометровым слоем льда. Этот вопрос является главной загадкой для ученых и астрономов. Основная версия подразумевает, что гравитационное влияние на Ио, как самого Юпитера, так и других спутников привило к созданию два приливных горба на поверхности спутника. Поскольку орбита Ио не точный круг, при вращение ее вокруг Юпитера горбы слегка перемещаются по поверхности Ио, что приводит к разогреву недр. Ближайшая "луна" Юпитера зажата в гравитационное кольцо между самой планетой и остальными спутниками (главным образом между Юпитером и Европой). На этом основании следует отметить, что Ио является самым вулканически активным телом Солнечной системы .

Вулканическая активность - довольно частое явление на Ио. Серные выбросы могут
подниматься в высоту на 300 км, часть из них падают на поверхность, образовывая
лавовые моря, а часть остаются в космическом пространстве

Европа

Название спутника: Европа;

Диаметр: 3122 км;

Площадь пов-ти : 30 613 000 км²;

Объем : 1,59×10 10 км³ ;

Масса : 4,8×10 22 кг;

Плотность : 3013 кг/ м³;

Период вращения : 3,55 суток;

Период обращения : 3,55 суток;

Расстояние от Юпитера : 671 000 км;

Орбитальная скорость : 13,74 км/ с;

Длина по экватору : 9 807 км;

Наклон орбиты : 1,79°;

Ускор. свободного падения: 1,32 м/с²;

Спутник : Юпитера

Европа - это шестой спутник Юпитера или второй из галилеевой группы. Его, почти круговая орбита находится на расстоянии в 671 тысячу километров от Газового Гиганта. Спутнику необходимо 3 суток 13 часов и 12 минут чтобы обернутся вокруг Юпитера, в то время как Ио за это время успевает совершить два оборота.
На первый взгляд Европа - это полностью заледеневший и лишенный всякой жизни мир. На его поверхности отсутствуют какие либо источники энергии, а из-за большого расстояния от центра Солнечной системы , спутник практически не получает солнечного тепла. Сюда же можно и отнести слишком тонкую атмосферу, которая не способна надолго удерживать тепло. Однако на шестой луне Юпитера есть то, чего нету не только у других спутников планеты, но и у всех тел Солнечной системы (кроме Земли). Поверхность Юпитера покрыта 100 километровым слоем воды. Такое количество воды по объему превышает земные океаны и моря вместе взятые. Атмосфера хоть тонкая, все же полностью состоит из кислорода (элемента, без которого все бы Земные существа погибли). Казалось бы, раз есть кислород и вода, то значит может и зародится жизнь . Однако верхний слой, толщиной 10-30 км находится в твердом ледяном состоянии, образовывая очень плотную заледеневшую кору , в которой нет ни каких активных движений. Но под ее толщей тепла достаточно для превращения воды в жидкую фазу, в которой могут обитать самые разнообразные обитатели подводного мира. В недалеком будущем человечество планирует направить на Европу такого робота, который смог бы пробурить многокилометровый слой льда, погрузится в толщу водного океана и познакомится с местными подводными обитателями. В завершении своей миссия такой аппарат должен будет подняться на поверхность спутника и доставить внеземных существ на нашу планету.

Космический аппарат (в представлении художника), который пройдет сквозь

ледяную кору Европы и начнет изучать океаническую часть спутника

Геологическая история Европы не имеет ничего общего с историей других спутников Юпитера . Это одно из самых гладких твердых тел в Солнечной системе . На Европе нет возвышенностей более 100 м высотой, а вся ее поверхность похожа на одну большую равнину из замершего льда. Вся ее молодая поверхность покрыта сетью светлых и темных узких полос огромной протяженности. Темные полосы длиной в тысячи километров - это следы глобальной системы трещин, которые возникли в следствии неоднократного раскаливания ледяной коры от внутренних напряжений и крупномасштабных тектонических процессов.

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.

Но самой загадочной является Ио – 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

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

Планета активно изучается: первые данные о ней были получены в 1973 году с космического аппарата Пионер. «Пионер-10» и «Пионер-11» пролетали возле спутника 3 декабря 1973 года и 2 декабря 1974 года. Была уточнена масса и получены характеристики плотности, которая превышала все спутники, открытые ученым Галилео. Был обнаружен радиационный фон и незначительная атмосфера. Позже исследование Ио продолжат « » и « », которые пролетят мимо спутника в 1979 году. За счет более современной аппаратуры с усовершенствованными характеристиками, были получены улучшенные снимки спутника. Снимки с «Вояджера-1» показали наличие вулканической активности на поверхности спутника. «Вояджер-2» изучил спутник 9 июля 1979 года. Были изучены изменение вулканической активности, за время исследования спутника аппаратом «Вояджер-1».

Аппарат «Галилео» пролетел возле Ио 7 декабря 1995 года. Он сделал множество снимков поверхности Ио, а также открыл железное ядро. Миссия «Галилео «была закончена 23 сентября 2003 года, аппарат сгорел в . Корабль Галилео передал на Землю фотографии изумительных видов спутника, снятых в максимальной близости (261 км) от поверхности.

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

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

Процессы извержения на спутнике происходят не в результате распада радиоактивных элементов, а в результате приливного взаимодействия с Юпитером. Приливная энергия разогревает недра спутника и за счет этого выделяется колоссальная энергия, примерно, от 60 до 80 триллионов ватт, распределение которой происходит неравномерно. Так, например, аппарат «Вояджер-1» обнаружил 8 активных извержений вулканов. Через некоторое время были проведены исследования поверхности аппаратом «Вояджер-2», которые показали извержение 7 из них (они продолжали извергаться).

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

Ио – самый вулканически активный спутник в Солнечной системе группы Галилея: таблица параметров, обнаружение, имя, исследования с фото, состав и поверхность.

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 спутника Ио

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.

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 спутника Ио

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.

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.

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 спутника Ио

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.

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.

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 на спутнике Ио

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 спутника Ио

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 спутника Ио

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.

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 спутника Ио

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.

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.

Планировалось отправить миссию IVO в 2021 году, но она не получила одобрения. Ио считается одной из наиболее интересных лун и самой плотной в системе. Несмотря на множество вулканов, она местами крайне морозная и переполнена электричеством. Возможно, в будущем мы сможем использовать индуцированное магнитное поле в своих целях. Но вулканы не подпустят близко колонистов. Ниже расположена карта спутника Юпитера Ио.

Таким образом вы узнали, спутником какой планеты является Ио.

Нажмите на изображение, чтобы его увеличить

Группа Амальтея	· · ·
Галилеевы спутники	· · ·
Группа Фемисто
Группа Гималая	· · · ·
Группа Ананке	· · · · · · · · · · · · · · · ·
Группа Карме	· · · · · · · ·

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.

Многие любопытные факты, истории, тайны космоса и непознанное постоянно окружают нас. Это всегда интересно как с научной точки зрения, так и со стороны обывателя. Однако если некоторые космические объекты интересны сами по себе в качестве внеземных образований, то существуют и другие, по-настоящему уникальные объекты, поведение и природа которых действительно необычны. К таким небесным телам можно смело отнести спутник Ио — один из четырех самых крупных спутников Юпитера.

Вулканический ад, космическая преисподняя, адская топка – все эти эпитеты относятся к спутнику, носящему кроткое женское имя Ио, взятое из древнегреческой мифологии.

За обычным кроется необычное

Спутник Ио, как и три других крупнейших спутника Юпитера , был открыт в 1610 году. Открытие приписывают Галилео Галилею, однако у великого ученого был соавтор. Им стал немецкий астроном Симон Мариус, также сумевший обнаружить спутники Юпитера. Несмотря на то, что мировая наука отдала пальму первенства открытия Галилею, именно с подачи Мариуса вновь открытые небесные тела получили свои название: Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. Немец настаивал на том, что вся космическая свита Юпитера должна тоже носить мифические имена.

Названия спутникам давались в соответствии с расстановкой. Первому, самому ближайшему к Юпитеру спутнику из всей четверки, дали название в честь Ио — тайной возлюбленной громовержца Зевса. Такое сочетание оказалось неслучайным. Подобно древнему мифу, в котором красавица Ио всегда находилась под влиянием своего господина, в действительности планета-гигант постоянно довлеет над своим ближайшим спутником. Огромное гравитационное силовое поле Юпитера наделило спутник секретом вечной молодости — повышенной геологической активностью.

Отсутствие мощных оптических приборов долгое время не позволяло близко увидеть далекий спутник. Только в начале XX века новые мощные телескопы сделали возможным видеть удивительные процессы, происходящие на поверхности Ио.

Спутник представляет собой шарообразное тело, слегка приплюснутое на полюсах. Это хорошо заметно в разнице экваториального и полюсного радиуса — 1830 км. против 1817 км. Такая необычная форма объясняется постоянным воздействием на спутник гравитационных сил Юпитера и двух других соседних спутников Европы и Ганимеда. Крупным размерам соответствует масса и достаточно высокая плотность первого из четырех галилеевых спутников. Так масса объекта составляет 8.94 x 10 ²² кг. при средней плотности 3,55 г/м³, которая немногим меньше чем у Марса .

Плотность других спутников Юпитера, несмотря на довольно крупные размеры, уменьшается по мере удаленности от материнской планеты. Так у Ганимеда средняя плотность составляет 1,93 г/м³, а у Каллисто этот показатель равняется 1,83 г/м³.

Первый из знаменитой четверки имеет следующие астрофизические характеристики:

• период обращения вокруг материнской планеты составляет 1,77 суток;
• период вращения вокруг собственной оси равен 1,769 суток;
• в перигелии Ио приближается к Юпитеру на расстояние 422 тыс. км;
• апогелий спутника составляет 423400 км;
• небесное тело несется по эллиптической орбите со скоростью 17,34 км/с.

Следует отметить, что у спутника Ио совпадают и период обращения, и период вращения, поэтому небесное тело всегда повернуто к своему хозяину одной стороной. В таком положении участь спутника не видна. Желто-зеленая ядовитая Ио совершает свой бег вокруг Юпитера, буквально цепляя верхнюю кромку атмосферы гигантской планеты на высоте 350-370 тыс. км. Действуют на спутник Ио и его соседи, периодически сближаясь с ним, так как орбиты трех спутников — Ио, Европы и Ганимеда — пребывают в орбитальном резонансе.

В чем главная особенность Ио?

Человечество привыкло к мысли, что Земля — единственное космическое тело Солнечной системы, которое можно назвать живым организмом, у которого имеется бурная геологическая биография. На деле оказалось, что помимо нас существует в Солнечной системе Ио — спутник Юпитера, который можно назвать самым вулканически активным объектом ближнего космоса. Поверхность спутника Ио постоянно подвергается воздействию активных геологических процессов, меняющих его облик. По интенсивности вулканических извержений, по силе и мощности выбросов, ядовито, желто-зеленая Ио опережает Землю . Это, своего рода, постоянно кипящий и бурлящий котел, приютившийся под боком у самой крупной планеты Солнечной системы.

Для столь малого по размерам небесного тела такая геологическая активность – явление несвойственное. В основной своей массе естественные спутники Солнечной системы — устойчивые образования планетарного типа, период геологической активности которых завершился много миллионов лет назад или находится в завершающей стадии. В отличие от других галилеевых спутников Юпитера, сама природа определила судьбу Ио, разместив его в непосредственном соседстве с материнской планетой. Размер Ио примерно равен размерам нашей Луны. Диаметр юпитерианского спутника составляет 3660 км, на 184 км. больше чем диаметр Луны .

Активный вулканизм на спутнике Ио — это постоянно продолжающийся геологический процесс, не связанный ни с возрастом небесного тела, ни с особенностями его внутренней структуры. Геологическая активность на спутнике вызвана наличием собственного тепла, которое рождается в результате действия кинетической энергии.

Секреты вулканизма Ио

Главный секрет вулканической активности спутника Юпитера заключается в его природе, которая вызвана действием приливных сил. Выше уже говорилось о том, что на прекрасную желто-зеленую пленницу одновременно действуют гигантский газовый гигант Юпитер и два других спутника – великана Европа и Ганимед. Из-за близкого соседства к материнской планете поверхность Ио искажает приливной горб, высота которого достигает нескольких километров. Незначительный эксцентриситет Ио подвергается влиянию соседей сестер Ио — Европы и Ганимеда. Все вместе приводит к тому, что приливной горб кочует по поверхности спутника, вызывая деформацию коры. Деформация коры, толщина которой не более 20-30 км., носит пульсирующий характер и сопровождается колоссальным выделением внутренней энергии.

Под влиянием подобных процессов недра спутницы Юпитера разогреваются до высоких температур, превращаясь в расплавленную субстанцию. Высокие температуры и огромное давление приводит к извержению расплавленной мантии на поверхность.

В настоящее время ученым удалось вычислить интенсивность и силу теплового потока, возникающего на Ио под воздействием приливных сил. В наиболее горячих областях спутника генерация тепловой энергии составляет 108 МВт, что в десятки раз больше, чем вырабатывают все энергетические объекты нашей планеты.

Основными продуктами извержений являются сернистый газ и пары серы. О мощности выбросов говорят следующие цифры:

• скорость газообразного выброса составляет 1000 км в секунду;
• газовые султаны могут достигать высоты в 200-300 км.

Ежесекундно из недр спутника извергается до 100 тыс. тонн вулканического материала, которого было бы достаточно, чтобы за миллионы лет покрыть поверхность спутника десятиметровым слоем вулканической породы. Лава растекается по поверхности, а довершают формирование рельефа красавицы осадочные породы. В связи с этим на Ио представлены только кратеры вулканического происхождения. О меняющемся рельефе свидетельствуют светлые и темные пятна, которыми с завидным постоянством покрывается поверхность спутника. По мнению ученых темные пятна вероятно всего являются кальдерами вулканов, руслами лавовых рек и следов разломов.

Изучение поверхности спутника Ио

Первые данные об Ио были получены во время полета автоматического зонда «Пионер-10», который еще в 1973 году предоставил информацию об ионосфере юпитерианского спутника. Впоследствии изучение далекого объекта продолжились с помощью АМС «Галилео». Сегодня уже с уверенностью можно сказать, атмосфера Ио тонкая и постоянно находится под воздействием Юпитера. Планета-гигант словно облизывает свою спутницу, снимая с нее воздушно-газовый слой.

По своему составу атмосфера желто-зеленого небесного тела практически однородна. Основной компонент — диоксид серы — продукт постоянных вулканических выбросов. В отличие от земного вулканизма, где вулканические выбросы содержат водяные пары, Ио представляет собой фабрику по производству серы. Отсюда и характерный желтоватый оттенок планетарного диска спутника. Как таковая, атмосфера у этого небесного тела имеет ничтожную плотность. Большая часть продуктов вулканических выбросов попадает сразу на огромную высоту, формируя ионосферу спутника.

Что касается рельефа поверхности юпитерианского спутника, то она подвижна и постоянно меняется. Об этом свидетельствует сравнение снимков, полученных в разное время с борта двух космических зондов «Вояджер-1» и «Вояджер-2», пролетавших в 1979 году рядом с Ио с разницей в четыре месяца. Сравнение снимков позволило зафиксировать изменения ландшафта спутника. Процессы извержения продолжались практически с той же интенсивностью. Спустя 16 лет, во время миссии АМС «Галилео» были выявлены кардинальные изменения рельефа спутника. На свежих снимках ранее исследуемых областей были отмечены новые вулканы. Изменились масштабы и лавовых потоков.

Более поздние исследования позволили измерять температуру на поверхности объекта, которая в среднем варьируется в пределах 130-140⁰С ниже нуля. Однако есть на Ио и горячие области, где температура колеблется в пределах от нуля до 100 градусов со знаком плюс. Как правило, это области остывающей лавы, растекающейся после очередного извержения. В патерах вулканов температура может достигать отметок +300-400⁰ С. Имеющиеся на поверхности спутника небольшие по площади озера раскаленной лавы, представляют собой кипящие котлы, в которых температура поднимается до отметки 1000 градусов Цельсия. Что касается самих вулканов — визитной карточки спутника Юпитера, то их можно условно разделить на два типа:

• первые представляют собой небольшие, молодые образования, высота выбросов составляет 100 км, при скорости газового выброса 500 м/с;
• второй тип – это вулканы, которые являются очень горячими. Высота выбросов во время извержений варьируется в пределах 200-300 км, а скорость выброса составляет 1000 м/с.

Ко второму типу относятся наиболее крупные и старые вулканы Ио: Пеле, Сурт и Атен. Любопытен для ученых такой объект, как патера Локи. Судя по снимкам, полученным с борта АМС «Галилео», образование представляет собой естественный резервуар, заполненный жидкой серой. Диаметр этого котла составляет 250-300 км. Размеры патеры и окружающий ее рельеф свидетельствуют о том, что во время извержения здесь наступает настоящий апокалипсис. Мощность извергающегося Локи превышает мощность извержений всех действующих вулканов Земли.

Интенсивность вулканизма Ио прекрасно характеризует поведение вулкана Прометей. Этот объект продолжает беспрерывно извергаться на протяжении 20 лет с момента начала фиксации процессов. Не перестает течь лава из кратера другого вулкана Ио — Амирани.

Исследования самого вулканически активного объекта Солнечной системы

Самый значительный вклад в изучение первого из галилеевых спутников внесли результаты миссии АМС «Галилео». Космический аппарат, достигнув области Юпитера, стал искусственным спутником красавицы Ио. В таком положении съемка поверхности спутника Юпитера велась во время каждого орбитального полета. Аппарат совершил 35 витков вокруг этого горячего объекта. Ценность полученной информации заставила ученых из НАСА продлить миссию зонда еще на три года.

Траектория полета «Галилео»

Добавил важной информации для ученых полет зонда «Кассини», который по дороге к Сатурну сумел сделать несколько фотографий желто-зеленого спутника. Исследуя спутник в инфракрасном и в ультрафиолетовом диапазоне, зонд «Кассини» предоставил ученым из НАСА данные о составе ионосферы, о плазменном торе далекого небесного тела.

Космический зонд «Галилео» выполнив свою миссию, сгорел в сентябре 2003 года в горячих объятиях атмосферы Юпитера. Дальнейшее изучение любопытнейшего объекта Солнечной системы велись с помощью земным телескопов и при помощи наблюдений с борта орбитального телескопа «Хаббл».

Полет «Новых горизонтов»

Свежая информация о спутнике Ио стала поступать только после того, как автоматический зонд «Новые горизонты» в 2007 году достиг этой области Солнечной системы . Итогом этой работы стали снимки, подтвердившие версию о бесконечно продолжающихся вулканических процессах, меняющих облик этого далекого небесного тела.

Большие надежды на последующее изучение спутника Ио связаны с полетом нового космического зонда «Юнона», отправившегося в далекое путешествие в августе 2011 года. Сегодня этот корабль уже достиг орбиты Ио и стал его искусственным спутником. Компанию АМС «Юнона» по изучению космоса вокруг Юпитера, должна составить целая флотилия автоматических зондов:

• «Jupiter Europa Orbiter» (NASA);
• «Jupiter Ganymede Orbiter» (ESA — Европейское космическое агентство);
• «Jupiter Magnetospheric Orbiter» (JAXA — японское космическое агентство);
• «Jupiter Europa Lander» (Роскосмос).

Полет «Юноны»

Исследования вулканизма Ио продолжают интересовать ученых, однако общий интерес к этому космическому объекту немного ослаб. Связано это с тем, что практическая сторона изучения спутника Юпитера имеет мало общего с планами землян по поводу освоения космического пространства. Гораздо интереснее в этом плане выглядят другие космические объекты, находящие в сфере влияния Юпитера и Сатурна. Изучение поведения Ио дает ученым информацию о существующих в космосе естественных механизмах. Станет ли полезной информация о самом вулканически активном объекте Солнечной системы, покажет время. В данный момент прикладной аспект изучения спутника Юпитера Ио не рассматривается.