De viktigste astronomiske funnene i historien om romforskning er knyttet til navnet Galileo Galilei. Det var takket være denne talentfulle og vedvarende italieneren at verden i 1610 først lærte om eksistensen av de fire månene Jupiter. I begynnelsen fikk disse himmelske objektene et kollektivt navn - Galileiske satellitter. Senere ble hver av dem gitt navn: Io, Europa, Ganymede og Callisto. Hver av de fire største satellittene til Jupiter er interessant på sin egen måte, men det er Io-satellitten som skiller seg ut blant de andre galileiske satellittene. Denne himmellegemet er den mest eksotiske og uvanlige blant andre gjenstander av solsystemet.
Hva er uvanlig i satellitten Io?
Allerede med en observasjon gjennom et teleskop, ser satellitten Io ut for sitt utseende blant andre satellitter i solsystemet. I stedet for den vanlige grå og gjørmete overflaten har den himmelske kroppen en lys gul plate. I 400 år kunne mannen ikke finne årsaken til en slik uvanlig farge på overflaten av Jupiter-satellitten. Først på slutten av det 20. århundre, takket være flyene av automatiske romprober til gigantisk Jupiter, var det mulig å skaffe seg informasjon om de galileiske satellittene. Som det viste seg, er Io kanskje det mest vulkansk aktive objektet til solsystemet når det gjelder geologi. Dette ble bekreftet av det enorme antallet aktive vulkaner som ble oppdaget på satellitten til Jupiter. Til dags dato identifiserte de omtrent 400 og det er på området, som er 12 ganger mindre enn området på planeten vår.
Overflaten av satellitten Io er 41,9 kvadratmeter. kilometer. Jorden har et areal på 510 millioner km, og på overflaten i dag er det 522 aktive vulkaner.
Når det gjelder størrelsen, overskrider mange IO-vulkaner størrelsen på jordbaserte vulkaner. I henhold til intensiteten av utbruddene, deres varighet og kraft, overskrider den vulkanske aktiviteten på satellitten til Jupiter de tilsvarende jordiske indikatorene.
Noen vulkaner i denne satellitten gir en enorm mengde giftige gasser til en høyde på 300-500 km. På samme tid er overflaten til den mest uvanlige satellitten til Solar System Io en stor slett, i midten av hvilket det er et stort fjellkjede, delt av store lavastrømmer. Den gjennomsnittlige høyden av fjellformasjonene på Io er 6-6,5 km, men det er også fjelltopp her, mer enn 10 km høye. For eksempel har fjellet South Boosavla en høyde på 17-18 km og er den høyeste toppen av solsystemet.
Nesten hele overflaten av satellitten er resultatet av århundrer gamle utbrudd. Ifølge instrumentelle studier utført fra Voyager-1, Voyager-2-romprober og andre enheter, er hovedoverflaten av Io-satellitten frossen svovel, svoveldioksid og vulkansk aske. Hvorfor multi-farget områder på overflaten av satellitten så mye. Dette skyldes at aktiv volkanisme konstant danner den karakteristiske kontrast av fargen på overflaten av satellitten Io. Et objekt kan endre sin lyse gule farge til hvit eller svart i kort tid. Produktene av vulkanutbrudd danner en tynn og heterogen sammensetning av atmosfæren i satellitten.
Slike vulkanske aktiviteter er forårsaket av de spesielle egenskapene til den himmelske kropps struktur, som hele tiden er utsatt for tidevirkningen av moderplanets gravitasjonsfelt og virkningen av andre store satellitter av Jupiter, Europa og Ganymede. Som et resultat av påvirkning av kosmisk tyngdekraft i dypet av satellitten, oppstår friksjon mellom skorpe og indre lag, som genererer naturlig oppvarming av materie.
For astronomer og geologer som studerer strukturen av objekter i solsystemet, er Io en ekte og aktiv testmasse, der prosesser som er karakteristiske for den tidlige perioden for dannelsen av vår planet, forekommer. Forskere i mange vitenskapsfelt i dag studerer nøye geologien til denne himmelske kroppen, noe som gjør den unike satellitten til Jupiter Io objektet med stor oppmerksomhet.
Interessante fakta om satellitten Io
Den mest geologisk aktive himmellegemet i solsystemet har en diameter på 3.630 km. Ios dimensjoner er ikke så store i forhold til andre satellitter i solsystemet. Med hensyn til parametrene, tar satellitten et beskjedent fjerdeplass, som videresender den store Ganymede, Titan og Callisto. Diameteren av Io er bare 166 km. overskrider diameteren av månen - jord satellitten (3474 km).
Satellitten er nærmest moderplaneten. Avstanden fra Io til Jupiter er bare 420 tusen km. Omgangen har nesten den riktige formen, forskjellen mellom perihelion og apogelium er bare 3400 km. Objektet rushes i en sirkulær bane rundt Jupiter med en enorm hastighet på 17 km / s, noe som gjør en fullstendig rotasjon rundt den på 42 jord timer. Bevegelse i bane er synkronisert med rotasjonsperioden for Jupiter, slik at Io alltid vender seg til ham av samme halvkule.
De viktigste astrofysiske parametrene til en celestial kropp er som følger:
- Ios masse er 8,93x1022kg, som er 1,2 ganger massen av månen;
- tettheten av satellitten er 3,52 g / cm3;
- akselerasjonen på grunn av tyngdekraften på overflaten av Io er 1,79 m / s2.
Når man ser posisjonen til Io i natthimmelen, er det lett å bestemme bevegelsens hastighet. Den himmelske kroppen endrer sin posisjon i forhold til planetplaneten på moderplaneten. Til tross for satellittets ganske imponerende gravitasjonsfelt, er Io ikke i stand til å opprettholde en konstant tett og homogen atmosfære. Den tynne gasskappen rundt månen til Jupiter er praktisk talt kosmisk vakuum, hindrer ikke utslipp av utbruddsprodukter i det ytre rommet. Dette forklarer den enorme høyden på vulkanutkastningstolpene som forekommer på Io. I fravær av en normal atmosfære hersker lave temperaturer på satellittens overflate, ned til -183 ° C. Denne temperaturen er imidlertid ikke ensartet for hele satellittoverflaten. I infrarøde bilder oppnådd fra Galileo-romproben var heterogeniteten av temperaturlaget på Io-overflaten synlig.
Lavtemperaturer hersker på hovedområdet av et himmellegeme. På temperaturkortet er slike områder farget blå. Men på noen steder på satellittoverflaten er det lyse oransje og røde flekker. Dette er områdene av største vulkanske aktivitet, hvor utbrudd er synlige og tydelig synlige på vanlige bilder. Pele Volcano og Locke Lava Flow er de heteste områdene på overflaten av Io satellitten. Temperaturen i disse områdene varierer fra 100-130 ° under null på Celsius-skalaen. De små røde prikkene på temperaturkartet er kratere av aktive vulkaner og bruddsteder i skorpen. Her når temperaturen 1200-1300 grader Celsius.
Satellittstruktur
Kan ikke lande på overflaten, forskere jobber nå aktivt med å modellere strukturen til jovian månen. Formentlig består satellitten av silikat bergarter fortynnet med jern, som er karakteristisk for strukturen til de jordiske planeter. Dette bekreftes av den høye tettheten av Io, som er høyere enn dens naboer - Ganymede, Callisto og Europe.
Den moderne modellen, basert på data oppnådd av romprober, er som følger:
- i midten av satellitten, jernkjernen (jernsulfid), som utgjør 20% av massen av Io;
- mantelen, som består av mineraler av asteroide natur, er i halvflytende tilstand;
- flytende magma underlaget 50 km tykt;
- Satellit-litosfæren består av svovel- og basaltforbindelser, og når en tykkelse på 12-40 km.
Vurderer dataene som er oppnådd i simuleringen, konkluderte forskerne at satellitten Io-kjerne må ha en halvflytende tilstand. Hvis svovelforbindelser er til stede sammen med jern, kan diameteren nå 550-1000 km. Hvis det er en helt metallisert substans, kan størrelsen på kjernen variere mellom 350-600 km.
På grunn av det faktum at ingen magnetfelt ble oppdaget under satellittstudier, er det ingen konveksjonsprosesser i satellittkjernen. På denne bakgrunn oppstår et naturlig spørsmål, hva er de egentlige årsakene til en slik intens vulkansk aktivitet, hvor trekker vulkanene sin energi ut?
Den mindre størrelsen på satellitten tillater ikke oss å si at oppvarming av tarmene i en himmellegeme utføres på grunn av reaksjonen av radioaktivt henfall. Den viktigste energikilden i satellitten er tidevannseffekten av sine kosmiske naboer. Under påvirkning av tyngdekraften til Jupiter og nærliggende satellitter, oscillerer Io, beveger seg i sin egen bane. Satellitten ser ut til å svinge, opplever en sterk librering (uniform rocking) mens den beveger seg. Disse prosessene fører til krumning av overflaten av en himmellegeme, som forårsaker termodynamisk oppvarming av litosfæren. Dette kan sammenlignes med bøyningen av en metalltråd, som på bendestedet er veldig varmt. I tilfelle av Io forekommer alle disse prosessene i overflaten av mantelen på grensen til litosfæren.
Satellitten er dekket av sedimenter - resultatet av vulkansk aktivitet. Tykkelsen varierer i størrelsesorden 5-25 km i hovedlokalisering. I sin farge er disse mørke flekker, sterkt i motsetning til den lyse gule overflaten av satellitten, forårsaket av utløpet av silikat magma. Til tross for det store antallet aktive vulkaner, overstiger det totale arealet av vulkanske calderas på Io ikke over 2% av satellittoverflaten. Dybden av vulkanske kratere er ubetydelig og overstiger ikke 50-150 meter. Lettet på det meste av det himmelske legemet er flatt. Bare på noen områder er det massive fjellkjeder, for eksempel komplekset i Pele vulkanen. I tillegg til denne vulkanske formasjonen på Io, avsløres fjellmassivet i Pater Ra vulkanen, fjellkjeder og massiver av forskjellige lengder. De fleste av dem har navn som er konsonant med jordobjektonymer.
Ios vulkaner og atmosfæren
De mest interessante gjenstandene på satellitten Io er dens vulkaner. Størrelsen på områder med økt vulkansk aktivitet varierer fra 75 til 300 km. Selv den første Voyager under flyet registrerte utbruddet av åtte vulkaner på en gang på Io. Noen måneder senere bekreftet bildene tatt av Voyager romfartøyet i 1979 informasjonen om at utbruddene på disse punktene fortsetter. På stedet der den største vulkanen Pele ligger, ble den høyeste overflatetemperaturen registrert, +600 grader Kelvin.
Etterfølgende studier av informasjon fra romprober tillot astrofysikere og geologer å dele alle Io-vulkaner i følgende typer:
- de mest tallrike vulkanene, som har en temperatur på 300-400 K. Gassutslippshastigheten er 500 m / s, og høyden på utslippskolonnen overstiger ikke 100 km;
- Den andre typen inkluderer de hotteste og mest kraftfulle vulkanene. Her kan du snakke om temperaturer i 1000K i kalderaen til vulkanen selv. Denne typen er preget av en høy utkasthastighet på 1,5 km / s, den gigantiske høyden til gassultanen er 300-500 km.
Pele Volcano tilhører den andre typen, har en kaldera med en diameter på 1000 km. Innskudd som følge av utbrudd av denne giganten okkupere et stort område - en million kilometer. Et annet vulkansk objekt, Pater Ra, ser ikke mindre interessant ut. Fra bane, ligner denne delen av satellittets overflate en marineblokk. Serpentin lavastrømmer, som strekker seg fra utbruddssiden, strekkes for 200-250 km. Termiske radiometre for romfartøy tillater ikke nøyaktig å bestemme arten av disse flytene, slik det er tilfelle med Loki's geologiske formål. Diameteren er 250 km, og sannsynligvis er denne innsjøen fylt med smeltet svovel.
Utbruddens høye intensitet og katastrofens enorme skala forandrer ikke bare satellittets og landskapets lettelse på overflaten, men danner også en gassvelope - en slags atmosfære.
Den viktigste komponenten av atmosfæren til satellitten i Jupiter er svoveldioksid. I naturen er det en svoveldioksydgass uten farge, men med sterk lukt. I tillegg til svoveldioksid ble svovelmonoksyd, natriumklorid, svovelatomer og oksygenatomer detektert i IO-gass-mellomlaget.
Svoveldioksid på jorden er et vanlig matadditiv, som er mye brukt i næringsmiddelindustrien som konserveringsmiddel E220.
Den tynne atmosfæren til satellitten Io er ujevn i dens tetthet og tykkelse. Satellittets atmosfæriske trykk er også preget av denne inkonsekvensen. Den maksimale verdien av atmosfærisk trykk Io er 3 nbar og observeres i ekvatorområdet i halvkule, mot Jupiter. Minimumsverdier av atmosfærisk trykk finnes på nattsiden av satellitten.
Sultanene av varme gasser er ikke det eneste besøkskortet til Jupiters satellitt. Selv med tilstedeværelsen av en sterkt spredt atmosfære kan auroras observeres i ekvatorialområdet over overflaten av en himmellegeme. Disse atmosfæriske fenomenene er forbundet med effekten av kosmisk stråling på ladede partikler som kommer inn i den øvre atmosfæren under utbrudd av Io-vulkaner.
Io satellittforskning
En detaljert studie av planetene av gassgiganter og deres systemer begynte i 1973-74 med oppdragene til Pioner-10 og Pioneer-11 romprober. Disse ekspedisjonene ga forskere med de første bildene av Io-satellitten, på grunnlag av hvilke mer nøyaktige beregninger ble gjort av størrelsen på himmellegemet og dets astrofysiske parametere. Bak pionerene setter to amerikanske romprober, Voyager 1 og Voyager 2, seg til Jupiter. Den andre enheten lyktes i å komme så nær Io som mulig i en avstand på 20 tusen km og gjøre bedre bilder på nært hold. Det var takket være Voyagers arbeid at astronomer og astrofysikere fikk informasjon om tilstedeværelsen av aktiv vulkansk aktivitet på denne satellitten.
Oppdraget til de første romprober, som studerte det ytre rommet i nærheten av Jupiter, ble videreført av NASA Galileo-romfartøyet, lansert i 1989. Etter 6 år nådde skipet Jupiter, og ble den kunstige satellitten. Parallelt med studien av den gigantiske planeten var den automatiske sonden Galileo i stand til å overføre data på overflaten av satellitten Io til Jorden. Under orbitalfly fra romproben mottok terrestriske laboratorier verdifull informasjon om strukturen til satellitten og dataene på den interne strukturen.
Etter en kort pause i 2000 falt NASA og ESA Cassini-Huygens romføler stafetten i studien av den mest unike satellitten til solsystemet. Studien og undersøkelsen av Io-apparatet var forlovet under sin lange reise til Titan - Saturnets satellitt. Den nyeste satellittdata ble oppnådd ved hjelp av New Horizons moderne romprobe, som fløy i nærheten av Io i februar 2007 på vei til Kuiperbeltet. En ny serie bilder som ble presentert for forskere, jordobservatorier og Hubble Space Telescope.
For tiden opererer NASAs Juno-romskip i Jupiters bane. I tillegg til studiet av Jupiter fortsetter infrarødspektrometeret å undersøke satellittets IO-vulkanske aktivitet. Dataene som overføres til jorden tillater forskere å overvåke aktive vulkaner på overflaten av denne interessante himmellegemet.
