Ио — по имени возлюбленной Зевса — называется один из галилеевых спутников, самый близкий к планете-гиганту Юпитеру. Название спутнику было присвоено С. Мариусом в 1614 г. Это тело занимает среди остальных больших спутников третье место, превосходя по размеру Европу.
Диаметр Ио равняется 3630 км, т.е. составляет 1,04 лунного. Размеры юпитерианской луны сопоставимы с размерами земной. Однако масса превышает лунную в 1,21 раза, достигая 88 935 квадриллионов т. Блеск уступает блеску прочих галилеевых спутников, за исключением Ганимеда.
Ио всегда повернута одной стороной к планете, точно так же, как Луна к Земле. Это объясняется тем, что скорость оборота Ио вокруг оси равна скорости оборота вокруг Юпитера. Расстояние между планетой и спутником составляет 421,6 тыс. км, остальные галилеевы спутники расположены гораздо дальше от Юпитера.
У Ио есть и другой рекорд: поскольку она была открыта одной из первых и оказалась на тот момент ближайшей к планете, то получила порядковый номер I (Европа, Ганимед и Каллисто соответственно II, III, IV). Одновременно с тем действительно ближайшие спутники естественные Юпитера Метида и Адрастея носят номера XVI и XIV.
Рельеф этого спутника необычайно сложен в сравнении с поверхностью прочих: широкие долины с крутыми откосами и эскарпами (крутыми уступами), холмами и впадинами, многочисленные вулканические кальдеры, высокие — до 10 км — горы в северном полушарии.
Поверхность Ио сформировалась около 1 миллиона лет назад и является очень молодой в геологическом плане. Об этом свидетельствует полное отсутствие ударных кратеров с диаметром больше 2 км. Кроме того, это подтверждает высокая вулканическая активность недр спутника.
Ио является единственным в пределах Солнечной системы вулканически активным спутником. Фотосъемка «Вояджеров» обнаружила на поверхности объекта более ста кальдер (отверстий вулканических кратеров) диаметром от 200 км, т.е. на несколько порядков превосходящих земные. Космические аппараты зафиксировали работу семи вулканов, про которые с полной уверенностью можно сказать, что они действующие.
Первый из аппаратов, приблизившихся к Ио, наблюдал работу всех семи вулканов, к моменту подлета второго аппарата извержение одной из огненных гор завершилось. Пленка зафиксировала выбросы из жерл окраинного вулкана изверженного материала на высоту 200 км. Вулкан исторгал вещество, придавая ему скорость 1 км/с, чего не наблюдается на Земле. По химическому составу газы и частички вулканического выброса представлены в основном сероводородом и сернистым ангидридом. Это характерно и для земных извержений.
Скорее всего, на Ио сера служит главным элементом в химической эволюции планеты. Существует версия, что на Ио жидкая магма почти не прорывается на поверхность твердой силикатной коры спутника, поскольку вступает в реакцию с серными морями. Последние представляют собой подкорковые запасы жидкой серы. Именно она выбрасывается под давлением на поверхность спутника, прорывая его тонкую молодую кору. Эта сера скапливается на планете слоями толщиной от 3 - 5 в среднем до 30 км максимум. Облик планеты ярко раскрашен соединениями серы. Красные, пурпурные и желтые пятна образовались из сконденсированных паров чистой серы, черные — из насыщенного серой вулканического пепла, белые — из кристаллов сернистого ангидрида, называемых серным снегом.
Еще в 1610 году итальянским ученым Галилео Галилеем были замечены четыре пятна на диске . Пятна то появлялись, то вновь исчезали. Это было похоже на вращение планет вокруг звезды, подобной . 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 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 " ". 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 : и .
Все спутники вращаются за счет огромной гравитации Юпитера, их вращение подобно вращению вокруг . У каждой "луны" есть свои орбиты, которые отдалены от газовой планеты на различные расстояния. Самый близкий спутник - 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 . Расстояние от Ио до самых внешних слоев атмосферы Юпитера почти такое же как между и - 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 , гравитационная сила вращает Ио вокруг планеты со скоростью 62 400 км/ч (в 17 раз больше скорости вращения ). Таким образом год на Ио длится всего 42,5 часов, поэтому наблюдать спутник можно почти каждый день.
Характерным отличием между Ио и другими спутниками 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 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 и Европой). На этом основании следует отметить, что Ио является самым вулканически активным телом .
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 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 , спутник практически не получает солнечного тепла. Сюда же можно и отнести слишком тонкую атмосферу, которая не способна надолго удерживать тепло. Однако на шестой луне есть то, чего нету не только у других спутников планеты, но и у всех тел (кроме ). 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 . Это одно из самых гладких твердых тел в . 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 , названный по имени любовницы бога Зевса, представляет собой удивительно интересный и смертельно опасный мир, который скорее можно назвать воплощением ада. Ио относится к четырем галилеевым спутникам, и все они очень отличаются друг от друга, и каждый из них представляет собой особый мир, способный поразить даже очень богатое воображение. Ио тоже не исключение.
Землетрясения и извержения вулканов даже на Земле выглядят устрашающе, а она куда как больше этого небольшого спутника, имеющего диаметр всего в 1131 км. Однако это самый активный в геологическом плане объект Солнечной системы! Всяческие катаклизмы там происходят постоянно, множество вулканов извергаются, а ландшафт постоянно меняется.
Ио из всех галилеевых спутников расположен ближе всех к Юпитеру – расстояние от него всего 422 тысячи километров, немного больше, чем от Земли до Луны. Сформировался же он в основном из силикатных пород и железа, имеет горячее железное ядро. Кстати, в этом его отличие от большинства других спутников, которые обычно представляют собой мертвый кусок камня или льда.
Под действием Юпитера и других крупных спутников Ио буквально корежит, а недра его постоянно разогреваются. Если небольшая Луна вызывает своей гравитацией на Земле приливы и отливы, то можно представить, какие катаклизмы вызывает на Ио такой гигант, как Юпитер.
Галилеевы спутники Юпитера. Ио - справа.
Вот лишь несколько самых любопытных фактов:
Ио, спутник Юпитера, при своем небольшом размере имеет очень большие горы. Гора Южная Боосавла вдвое выше земной Джомолунгмы. И такие горы появляются из-за сжатия коры спутника.
На Ио постоянно происходят извержения вулканов, из-за приливного действия Юпитера и других спутников. Вулканы извергают серу и её соединения на высоту до 500 км. Мало того, следы серы с Ио обнаруживаются и на орбите спутника, и даже на других спутниках, например, на , она имеется прямо на ледяной поверхности.
Извержения вулканов на Ио, спутнике Юпитера
Извержения вулканов порождают потоки лавы, растекающиеся на 500 км от вулканов. Из-за преимущественно серного состава поверхность Ио имеет причудливые цвета. А благодаря обильному истечению лавы и пеплу ландшафт его постоянно меняется. Плюс регулярные землетрясения могут воздвигнуть горы там, где их до этого не было, и сравнять там, где они были.
Эти же извержения создают тонкую атмосферу вокруг Ио, в которой, кстати, иногда бывают и полярные сияния.
Извержение в патерах Тваштара, снятое аппаратом «Новые горизонты» в 2007 году.
Температура на поверхности – около -200 градусов, зато на вершинах вулканов может достигать 3000 градусов. Снег из диоксида серы – типичное явление.
Так что спутник Юпитера Ио – очень зловещий, опасный, но по-своему красивый и очень любопытный мир. Это мир огня и серы, как типичный ад, только в реальности.
Кроме Ио и Земли, действующих вулканов пока не обнаружено нигде в Солнечной системе.
Открытие Ио, спутника Юпитера
Когда Галилео Галилей 7 января 1610 года навел свой самодельный телескоп на Юпитер, он обнаружил всего три спутника. Ио и Европа слились в один объект, и Галилей не смог их рассмотреть. Однако уже на следующий день он ясно увидел, что спутников все-таки четыре, поэтому датой открытия Ио считается 8 января 1610 года.
Кстати, Галилей назвал этот спутник Юпитером I, и лишь немного позднее Симон Марий дал ему нынешнее название, поддержав предложение Иоганна Кеплера называть все спутники Юпитера в честь любовниц бога Зевса (Юпитера). Правда, названия эти тогда не прижились, и лишь в середине 20 века спутник Ио снова стали так называть – до этого он так и был Юпитером I.
Любопытно, что, согласно мифам, Зевс изнасиловал юную Ио, а потом превратил её в корову, чтобы про сей факт не узнала жена – Гера.
Наблюдение Ио
После открытия этого спутника два века подряд ни один астроном не смог увидеть на нем никаких деталей. Лишь на рубеже 19-20 веков появились достаточно мощные инструменты, которые позволили что-то увидеть. Плюс спектрографические и другие исследования помогли кое-что узнать о природе Ио и подтвердить вулканическую активность. Основные данные и качественные фотографии были получены лишь благодаря космическим зондам и телескопу
Обычный любитель астрономии, вооруженный гораздо более скромными инструментами, увидит Ио лишь как звезду. Кстати, уже в 8-10-кратный бинокль Ио можно прекрасно увидеть, когда спутник находится на достаточном расстоянии от Юпитера и не сливается с ним. В телескоп, даже довольно скромный, различить все 4 галилеевых спутника вообще не представляет труда.
80-мм рефрактор с качественной оптикой позволяет наблюдать прохождение теней от спутников по диску Юпитера. Более крупный инструмент даст возможность увидеть разницу в резкости этих теней. Можно видеть этот процесс более крупным планом, что довольно интересное занятие. Иногда удается увидеть двойное или даже тройное прохождение теней. Так же можно увидеть оттенок спутника – у Ио он желтый благодаря обилию серы.
Во время противостояния можно увидеть одновременно прохождение самого спутников и их теней по диску Юпитера. Наблюдать их на фоне неба гораздо сложнее, из-за неполной фазы и темного фона.
На спутнике Юпитера Ио происходят настоящие извержения вулканов — это единственное небесное тело Солнечной системы, кроме Земли, где происходят подобные явления. В ходе последних исследований учёные выяснили, что извержения вулканов на Ио - не просто частое, а даже постоянное явление.
«Мы ожидаем мощного извержения раз в один-два года, и они, как правило, не такие яркие. А здесь у нас [в августе прошлого года - авт.] случилось три очень мощных извержения, которые позволяют предположить, что если мы будем наблюдать чаще, то увидим больше извержений на Ио», - говорит Имке где Патер, профессор Калифорнийского университета, автор одной из научных статей по извержению вулканов на Ио.
Три мощные извержения на Ио, которые произошли в течение двух недель. Фото: Katherine de Kleer/UC Berkeley/Gemini Observatory
Извержение на Ио. Фото: NSF/NASA/JPL-Caltech//UC Berkeley/Gemini Observatory/W. M. Keck Observatory
Интересным в этих явлениях является то, что в отличие от Земли, у спутника Юпитера Ио слабое гравитационное поле, поэтому раскалённая лава поднимается над поверхностью небесного тела на значительную высоту. Благодаря этому изверженное вещество за короткий период времени расплёскивается на сотни квадратных километров.
Извержения вулканов, снятые в инфракрасном спектре. Фото: NASA/JPL/IRTF
Так, одно из таких извержений произошло в прошлом году, когда образовался 10-метровый по высоте поток лавы, который накрыл 130 квадратных километров поверхности Ио. Другое извержение накрыло территорию невероятной величины - 310 квадратных километров.
О существовании на поверхности Ио действующих вулканов стало известно благодаря исследованиям НАСА в 1979 году. С тех пор до 2006 года наблюдалось 13 значительных извержений - отчасти потому, что количество астрономов, которые следили за поверхностью спутника, было маленьким, и многие важные явления попросту оставались без их внимания.
Извержения вулканов на Ио на фоне Юпитера. Фото: NASA/JPL/IRTF
Сейчас на карте Ио отмечены два десятка действующих вулканов. Исследователи считают, что изучая их, они лучше поймут, что происходило миллионы лет назад на поверхности Земли во времена её формирования.Ио — один из четырех галилеевых спутников Юпитера. Галилео Галилей открыл ее в 1610 году наряду с другими спутниками Юпитера: Ганимедом, Европой и Каллисто. Ио — уникальнейший объект нашей Солнечной системы. Ее легко распознать среди других лун Юпитера по ярко-желтому цвету поверхности. Также она наиболее близко расположена к своему хозяину из всех его лун. Такая расцветка «пиццы» обусловлена высоким содержанием серы и ее соединений. Диаметр Ио — 3642 километра, а это означает, что она — четвёртый по величине спутник в Солнечной системе.
Спутник назван в честь царской дочери, Ио (из древнегреческой мифологии), которая была жрицей Геры, богини брачного союза. По легенде, супруг Геры, Зевс (у римлян — Юпитер) полюбил девушку втайне от жены. Когда Гера узнала об их связи, то превратила несчастную Ио в белую корову и наслала на нее овода, который беспрестанно преследовал и жалил ее. По-английски Ио произносится как «айо».
По размеру Ио примерно с нашу луну, но в отличие от нее, на Ио практически нет ударных кратеров, зато ее без преувеличения можно назвать самым вулканически активным местом в Солнечной системе. Температура на Ио в разных местах очень сильно варьируется. Возле вулканов, разумеется, очень жарко: около 1000°C. Но так как спутник находится далеко от Солнца, то средняя его температура составляет −143°C. Для сравнения, в Антарктике в самый морозный день температура может понизиться до −90°C. Вот такие грандиозные перепады.
Ио требуется 42 часа для того чтобы провернуться по собственной оси и столько же, чтобы обогнуть весь Юпитер. Так как два эти значения одинаковы, это значит что Ио всегда повернута одной и той же стороной к Юпитеру, по аналогии с нашей Луной. Гравитация на Ио очень слабая, поэтому если бы человек, который весит 65 кг на Земле, оказался бы на Ио, то его вес там составил бы всего 11,5 кг.
На поверхности Ио находится более 400 действующих вулканов. Их извержения-фонтаны поднимаются высоко над поверхностью в виде конусообразного облака и падают обратно. То есть по принципу своего действия они больше напоминают гейзеры, нежели вулканы в привычном для нас понимании этого слова. Лава на Ио горячее земной, а осадки состоят из серы. Также в рельефе присутствует множество гор, некоторые из пиков даже выше горы Эверест на Земле. Поверхность Ио покрыта озерами расплавленной серы, впадинами (кальдерами), силикатными горными породами, а также серными потоками длиной в сотни километров. В процессе нагревани и остывания, сера меняет свой цвет, поэтому Ио имеет поверхность с таким изобилием оттенков и цветов.
Геологические структуры на поверхности Ио именуются в честь персонажей и местностей из мифа об Ио, а также в честь божеств огня, вулканов, Солнца и грозы из различных мифов. Вот несколько названий гор: Дунай (Danube Planum), Египет (Egypt Mons), Тохил (Tohil Mons), Сильпиум (Silpium Mons).
Гора Дунай на Ио является так называемой столовой горой, то есть имеет усеченную, плоскую вершину. Назвали ее как и реку Дунай на Земле, где по легенде, проходила про клятая Герой Ио во время своих скитаний. Вообще форма плато очень характерна для гор Ио. Чуть севернее возвышенности Дунай находится вулкан Пеле, один из самых активных на Ио.
Название горы Египет официально приняли в 1997 году. Как известно, Ио закончила свои странствия именно в Египте. Сильпиум — это название местности в Греции, где Ио умерла от горя. В мифологии майя Тохил считался богом грозы и огня, отсюда и название горы Тохил .
Примеры названий активных вулканов на Ио: Амирани (Amirani), Масуби (Masubi), Пеле (Pele), Прометей (Prometheus), Сурт (Surt) и Тор (Thor). Амирани — это герой грузинского мифа и эпоса и является богом огня, аналогом греческого Прометея. Масуби — бог огня в японском мифологии. Вулкан Масуби был исследован впервые 5 марта 1979 года космическим аппаратом «Вояджер-1». Было установлено, что вулкан имеет шлейф выбрасываемого пепла высотой в 64 км и шириной 177 км. Вулкан Пеле был назван в честь гавайского бога вулканов, Пеле, в 1979 году. Вулкан Сурт получил свое наименование в честь скандинавского вулканического бога Суртура (Surtr). Ну а Тор — в германо-скандинавской мифологии является богом грома и бури.
На Ио засвидетельствовано наличие тонкой атмосферы и полярные сияния, вызванные радиацией. Самые сильные сияния наблюдаются в области экватора.
Ио исследовало несколько космических аппаратов. Аппараты-близнецы «Пионер-10» и «Пионер-11» пролетали возле неё 3 декабря 1973 года и 2 декабря 1974 года соответственно.Камера на борту «Пионера-11» дала хорошее изображение северной полярной области Ио.
Детальные снимки должен был сделать и «Пионер-10», но эти наблюдения не удались из-за неправильной работы аппаратуры при высокой радиации. Пролёты зондов-близнецов «Вояджер-1» и «Вояджер-2» мимо Ио в 1979 году, благодаря их более совершенной системе съёмки, дали гораздо более детальные изображения спутника. «Вояджер-1» пролетал мимо спутника 5 марта 1979 года на расстоянии 20 600 километров.
Космический аппарат «Галилео» достиг Юпитера в 1995 году (через шесть лет после старта с Земли). Его целью было продолжение и уточнение исследований «Вояджеров» и наземных наблюдений прошлых лет. Из 35 витков «Галилео» вокруг Юпитера 7 были спроектированы с целью изучения Ио (максимальное сближение — 102 км).
После того, как 21 сентября 2003 года миссия «Галилео» была завершена и аппарат сгорел в атмосфере Юпитера, наблюдения за Ио велись только посредством наземных и космических телескопов. Космический корабль «Новые горизонты» по пути к Плутону и поясу Койпера пролетал мимо системы Юпитера, в том числе Ио, 28 февраля 2007 года.
Во время пролёта было сделано множество отдалённых наблюдений за Ио. В настоящее время для изучения системы Юпитера запланировано две миссии. Аппарат «Юнона», запущенный 5 августа 2011 года НАСА, ограничен в возможностях съёмки, но может обеспечить мониторинг вулканической деятельности Ио своим ближним инфракрасным спектрометром JIRAM. Запланированная дата выхода «Юноны» на нужную орбиту — август 2016 года.
