Cele mai importante descoperiri astronomice din istoria explorării spațiului sunt asociate cu numele Galileo Galilei. A fost datorită acestui italian talentat și persistent că lumea din 1610 a aflat prima dată despre existența celor patru luni ale lui Jupiter. Inițial, aceste obiecte celeste au primit un nume colectiv - sateliți galileni. Ulterior, fiecare dintre ei a primit un nume: Io, Europa, Ganymede și Callisto. Fiecare dintre cei patru mari sateliți ai lui Jupiter este interesant în felul său, dar este satelitul Io care se distinge printre ceilalți sateliți galileeni. Acest corp ceresc este cel mai exotic și neobișnuit printre alte obiecte ale sistemului solar.
Ce este neobișnuit în satelitul Io?
Deja cu o observație printr-un telescop, satelitul Io iese în evidență pentru apariția sa printre alți sateliți ai sistemului solar. În loc de suprafața uzuală gri și noroios, corpul ceresc are un disc galben strălucitor. De 400 de ani, omul nu a putut găsi motivul pentru o culoare atât de neobișnuită a suprafeței satelitului Jupiter. Numai la sfârșitul secolului al XX-lea, datorită zborurilor de sonde automate de spațiu către gigantul Jupiter, a fost posibil să se obțină informații despre sateliții galileni. După cum sa dovedit, Io este probabil cel mai activ obiect vulcanic al sistemului solar în termeni de geologie. Acest lucru a fost confirmat de numărul mare de vulcani activi descoperiți pe satelitul lui Jupiter. Până în prezent, au identificat aproximativ 400 și se află în zona, care este de 12 ori mai mică decât a zonei planetei noastre.
Suprafața satelitului Io este de 41,9 metri pătrați. kilometri. Pământul are o suprafață de 510 milioane km, iar astăzi există 522 de vulcani activi.
În ceea ce privește mărimea ei, mulți vulcani din Io depășesc dimensiunea vulcanilor terestre. În funcție de intensitatea erupțiilor, durata și puterea lor, activitatea vulcanică pe satelitul lui Jupiter depășește indicatorii terestri asemănători.
Unii vulcani din acest satelit emit o cantitate uriașă de gaze otrăvitoare la o altitudine de 300-500 km. În același timp, suprafața celui mai neobișnuit satelit al sistemului solar Io este o câmpie vastă, în centrul căreia se află o imensă zonă montană, împărțită de fluxuri de lavă imense. Înălțimile medii ale formațiunilor montane de pe Io sunt de 6-6,5 km, dar există și vârfuri de munte aici, cu o înălțime mai mare de 10 km. De exemplu, Muntele Boosavla de Sud are o înălțime de 17-18 km și este cel mai înalt vârf al sistemului solar.
Aproape toată suprafața satelitului este rezultatul erupțiilor vechi de secole. Conform studiilor instrumentale efectuate de sondele Voyager-1, Voyager-2 și alte dispozitive, materialul principal de suprafață al satelitului Io este sulful înghețat, dioxidul de sulf și cenușa vulcanică. De ce atât de multe zone colorate pe suprafața satelitului. Acest lucru se datorează faptului că vulcanismul activ formează în mod constant contrastul caracteristic al colorării suprafeței satelitului Io. Un obiect poate schimba culoarea galben-luminos alb sau negru pentru o perioadă scurtă de timp. Produsele erupțiilor vulcanice formează o compoziție subțire și eterogenă a atmosferei satelitului.
O astfel de activitate vulcanică este cauzată de particularitățile structurii corpului ceresc, care este expus constant acțiunii de maree a câmpului gravitațional al planetei-mamă și efectelor altor sateliți mari ai lui Jupiter, Europei și Ganymede. Ca rezultat al influenței gravitației cosmice în intestinul satelitului, apare fricțiunea între crustă și straturile interioare, cauzând încălzirea naturală a materiei.
Pentru astronomii și geologii care studiază structura obiectelor din sistemul solar, Io este un teren real și activ de testare, unde apar procese caracteristice perioadei timpurii a formării planetei noastre. Oamenii de știință din multe domenii ale științei studiază astăzi cu atenție geologia acestui corp ceresc, făcând unicul satelit al lui Jupiter Io obiect de atenție deosebită.
Informații interesante despre satelitul Io
Cel mai activ corp geologic din sistemul solar are un diametru de 3.630 km. Dimensiunile lui Io nu sunt atât de mari în comparație cu alte sateliți din sistemul solar. Din punct de vedere al parametrilor, satelitul ocupă locul 4 modest, trecând înainte Ganymede, Titan și Callisto. Diametrul lui Io este de numai 166 km. depășește diametrul satelitului Lună-Pământ (3474 km).
Satelitul este cel mai apropiat de planeta mamă. Distanța de la Io la Jupiter este de numai 420 mii km. Orbita are aproape forma corectă, diferența dintre perihelion și apogeliu este de numai 3400 km. Obiectul urcă într-o orbită circulară în jurul lui Jupiter cu o viteză imensă de 17 km / s, făcând o rotație completă în jur de 42 de ore. Mișcarea pe orbită este sincronizată cu perioada de rotație a lui Jupiter, așa că Io este mereu îndreptată spre el de aceeași emisferă.
Parametrii principali astrofizici ai unui corp ceresc sunt după cum urmează:
- Masa lui Io este de 8,93x1022 kg, care este de 1,2 ori masa Lunii;
- densitatea satelitului este de 3,52 g / cm3;
- accelerația datorată gravitației pe suprafața lui Io este de 1,79 m / s2.
Observând poziția lui Io pe cerul de noapte, este ușor de determinat viteza mișcării sale. Corpul ceresc schimbă în mod constant poziția sa față de discul planetar al planetei-mamă. În ciuda câmpului gravitațional destul de impresionant al satelitului, Io nu este capabil să mențină o atmosferă constantă și densă și omogenă. Plicul subțire de gaze din jurul lunii lui Jupiter este practic un vid cosmic, nu împiedică eliberarea produselor erupției în spațiul cosmic. Aceasta explică înălțimea enormă a stâlpilor de ejecție vulcanică care apar pe Io. În absența unei atmosfere normale, temperaturile joase prevalează pe suprafața satelitului, până la -183 ° C. Totuși, această temperatură nu este uniformă pentru întreaga suprafață a satelitului. În imaginile infraroșii obținute din sonda spațială Galileo, eterogenitatea stratului de temperatură al suprafeței Io a fost vizibilă.
Temperaturile joase prevalează în zona principală a unui corp ceresc. Pe hartă de temperatură, aceste zone sunt colorate în albastru. Cu toate acestea, în unele locuri de pe suprafața de satelit există portocaliu strălucitor și pete roșii. Acestea sunt zonele cu cea mai mare activitate vulcanică, unde erupțiile sunt vizibile și vizibile în imagini obișnuite. Vulcanul Pele și debitul Locke Lava sunt cele mai fierbinți zone de pe suprafața satelitului Io. Temperatura în aceste zone variază de la 100-130 ° sub zero la scara Celsius. Micile puncte roșii de pe harta temperaturii sunt craterele vulcanilor activi și site-urile de fractură din crustă. Aici temperatura ajunge la 1200-1300 grade Celsius.
Structura satelitului
Imposibil de a ateriza pe suprafata, oamenii de stiinta lucreaza acum la modelarea structurii lunii Jovian. Se presupune că satelitul este format din roci silicate diluate cu fier, caracteristic structurii planetelor terestre. Acest lucru este confirmat de densitatea mare a Io, care este mai mare decât cea a vecinilor săi - Ganymede, Callisto și Europa.
Modelul modern, bazat pe datele obținute prin sonde spațiale, este după cum urmează:
- în centrul satelitului, miezul de fier (sulfura de fier), care reprezintă 20% din masa lui Io;
- mantaua, constând din minerale de natura asteroidului, se află într-o stare semi-lichidă;
- strat subteran magmatic lichid de 50 km grosime;
- Litosfera prin satelit constă din compuși de sulf și bazalt, atingând o grosime de 12-40 km.
Evaluând datele obținute în simulare, oamenii de știință au ajuns la concluzia că nucleul satelit Io trebuie să aibă o stare semi-lichidă. Dacă sunt prezenți compuși de sulf împreună cu fierul, diametrul său poate ajunge la 550-1000 km. Dacă este o substanță complet metalizată, mărimea nucleului poate varia între 350-600 km.
Datorită faptului că în timpul studiilor prin satelit nu a fost detectat niciun câmp magnetic, nu există procese de convecție în miezul satelitului. În acest context, apare o întrebare firească, care sunt adevăratele cauze ale unei astfel de activități vulcanice intense, unde vulcani Io își trag energia?
Dimensiunea minoră a satelitului nu ne permite să spunem că încălzirea intestinelor unui corp ceresc este efectuată datorită reacției de dezintegrare radioactivă. Principala sursă de energie din satelit este efectul mareelor vecinilor săi cosmici. Sub influența gravitației lui Jupiter și a sateliților vecini, Io oscilează, se mișcă pe orbită. Satelitul pare să se balanseze, trăind o librărie puternică (balansare uniformă) în timp ce se mișcă. Aceste procese duc la curbura suprafeței unui corp ceresc, cauzând încălzirea termodinamică a litosferei. Acest lucru poate fi comparat cu îndoirea unui fir metalic, care la locul de îndoire este foarte fierbinte. În cazul lui Io, toate aceste procese apar în stratul de suprafață al mantalei de la limită cu litosfera.
Satelitul este acoperit mai sus de sedimente - rezultatele activității vulcanice. Grosimea acestora variază în intervalul 5-25 km în locurile de localizare principală. În culoarea lor, acestea sunt pete întunecate, puternic contraste cu suprafața galben strălucitoare a satelitului, cauzată de revărsările de magma silicat. În ciuda numărului mare de vulcani activi, suprafața totală a calderelor vulcanice pe Io nu depășește 2% din suprafața sateliților. Adâncimea craterelor vulcanice este nesemnificativă și nu depășește 50-150 de metri. Relieful pe cea mai mare parte a corpului ceresc este plat. Numai în unele zone există zone masive de munte, de exemplu complexul vulcanului Pele. În plus față de această formare vulcanică pe Io, se dezvăluie masivul montan al vulcanului Pater Ra, lanțurile muntoase și masivele de diferite lungimi. Majoritatea au nume care sunt în concordanță cu toponimele pământului.
Ioan și vulcanii lui
Cele mai interesante obiecte de pe satelitul Io sunt vulcani. Dimensiunea zonelor cu activitate vulcanică crescută variază de la 75 la 300 km. Chiar și primul Voyager în timpul zborului său a înregistrat erupția a opt vulcani deodată pe Io. Câteva luni mai târziu, fotografiile efectuate de navele spațiale Voyager în 1979 au confirmat informațiile că erupțiile din aceste puncte continuă. În locul unde se află cel mai mare vulcan Pele, a fost înregistrată cea mai mare temperatură de suprafață, +600 grade Kelvin.
Studiile ulterioare ale informațiilor provenite de la sonde spațioase au permis astrofizicilor și geologilor să împartă toți vulcani Io în următoarele tipuri:
- cei mai numerosi vulcani, care au o temperatura de 300-400 K. Rata emisiei de gaz este de 500 m / s, iar inaltimea coloanei de emisie nu depaseste 100 km;
- Cel de-al doilea tip include vulcanii cei mai tari si cei mai puternici. Aici puteți vorbi despre temperaturi în 1000K în caldera vulcanului în sine. Acest tip este caracterizat printr-o viteză de ejecție ridicată de 1,5 km / s, înălțimea gigantică a sultanului de gaz este de 300-500 km.
Pele Volcano aparține celui de-al doilea tip, având o calderă cu un diametru de 1000 km. Depozitele ca urmare a erupțiilor acestui gigant ocupă o suprafață uriașă - un milion de kilometri. Un alt obiect vulcanic, Pater Ra, nu mai puțin interesant. Din orbită, această porțiune a suprafeței satelitului seamănă cu un cefalopod marin. Lăvea serpentină curge, extinzându-se de la locul erupției, întinzându-se pentru 200-250 km. Radiometrele termice ale vehiculelor spațiale nu permit să se determine cu exactitate natura acestor fluxuri, ca în cazul obiectului geologic al lui Loki. Diametrul său este de 250 km și, probabil, acest lac este umplut cu sulf topit.
Intensitatea intensă a erupțiilor și scara enormă a cataclismelor nu numai că modifică în mod constant relieful satelitului și peisajului pe suprafața sa, ci formează și un plic de gaz - un fel de atmosferă.
Principala componentă a atmosferei satelitului Jupiter este dioxidul de sulf. În natură, este un gaz de dioxid de sulf fără culoare, dar cu un miros puternic. Pe lângă dioxidul de sulf, s-au detectat monoxid de sulf, clorură de sodiu, atomi de sulf și atomi de oxigen în stratul intermediar de gaze Io.
Dioxidul de sulf pe Pamant este un aditiv alimentar obisnuit, utilizat pe scara larga in industria alimentara ca conservant E220.
Atmosfera subțire a satelitului Io este neuniformă în densitatea și grosimea sa. Presiunea atmosferică a satelitului este, de asemenea, caracterizată de această inconsecvență. Valoarea maximă a presiunii atmosferice Io este de 3 nbar și se observă în regiunea ecuatorului din emisferă, îndreptată spre Jupiter. Valorile minime ale presiunii atmosferice se găsesc pe partea de noapte a satelitului.
Sultanii gazelor fierbinți nu sunt singurele cărți de vizită ale satelitului lui Jupiter. Chiar și cu prezența unei atmosfere puternic dispersate, aurorile pot fi observate în regiunea ecuatorială deasupra suprafeței unui corp ceresc. Aceste fenomene atmosferice sunt asociate cu efectul radiației cosmice asupra particulelor încărcate care intră în atmosfera superioară în timpul erupției vulcanilor Io.
Io cercetare prin satelit
Un studiu detaliat al planetelor de giganți de gaze și sistemele lor a început în 1973-74 cu misiunile sondei Pioner-10 și Pioneer-11. Aceste expediții au oferit oamenilor de știință primele imagini ale satelitului Io, pe baza cărora s-au făcut calcule mai precise ale dimensiunii corpului ceresc și a parametrilor astrofizici ai acestuia. În spatele Pionierilor, două sonde spațiale americane, Voyager 1 și Voyager 2, au pornit spre Jupiter. Cea de-a doua unitate a reușit să ajungă cât mai aproape de Io la o distanță de 20 mii km și să facă fotografii mai bune la distanță. Datorită muncii Voyagerilor, astronomii și astrofizicii au obținut informații despre prezența activității vulcanice active pe acest satelit.
Misiunea primelor sonde spațiale, care au studiat spațiul cosmic lângă Jupiter, a fost continuată de nava spațială NASA Galileo, lansată în 1989. După 6 ani, nava a ajuns la Jupiter, devenind satelitul său artificial. În paralel cu studiul planetei uriașe, sonda automată Galileo a fost capabilă să transmită date pe suprafața satelitului Io pe Pământ. În timpul zborurilor orbitale din sonda spațială, laboratoarele terestre au primit informații valoroase despre structura satelitului și date despre structura sa internă.
După o scurtă pauză în 2000, sonda spațială NASA și ESA Cassini-Huygens a interceptat bastonul în studiul celui mai unic satelit al sistemului solar. Studiul și examinarea aparatului Io a fost angajat în timpul călătoriei lui lung la Titan - satelitul lui Saturn. Cele mai recente date prin satelit au fost obținute folosind sonda spațială modernă New Horizons, care a zburat lângă Io în februarie 2007 pe drumul spre centura Kuiper. Un nou lot de imagini a fost prezentat observatorilor de la sol și telescopului spațial Hubble.
În prezent, nava spațială Juno a NASA funcționează pe orbita lui Jupiter. În plus față de studiul lui Jupiter, spectrometrul său în infraroșu continuă să studieze activitatea vulcanică a satelitului Io. Datele transmise pe Terra permit oamenilor de stiinta sa monitorizeze vulcani activi pe suprafata acestui corp ceresc.
