Ио: вулканический спутник Юпитера

635

В Солнечной системе насчитывается более 200 отдельных спутников планет. Хотя обычно о них думают как о серых, унылых, покрытых кратерами мирах, это далеко не так. В то время как большинство спутников выглядят похожими на земную Луну, многие другие, возможно, более интересны, чем планеты, вокруг которых они вращаются.

Прекрасным примером этого является спутник Юпитера — Ио. Он является самой внутренней из четырех галилеевых лун Юпитера и впервые был открыт Галилео Галилеем в 1610 году. Спутник назван в честь мифологического персонажа Ио, жрицы Геры, которая стала одной из возлюбленных Зевса.

На первый взгляд, наиболее очевидной особенностью Ио является огромное разнообразие цветов на ее поверхности. Эти цвета обусловлены составом Ио, который значительно отличается от большинства спутников во внешней Солнечной системе. Среди таких спутников подавляющее большинство почти полностью состоит из камня и льда.

Ио в основном состоит из силикатных пород и железа, что делает ее состав более похожим на скалистые планеты, чем на другие спутники. Поверхность Ио покрыта соединениями на основе серы, и именно эти соединения придают Ио различные цвета. На самом деле, различные цвета связаны с изменениями температуры, которые меняют цвет соединений на основе серы.

Геология Ио

Прежде чем какой-либо космический зонд посетил внешние планеты, астрономы в основном предполагали, что спутники газовых гигантов будут холодными, сухими, бесплодными мирами, и мысль о том, что какой-либо из них может быть геологически активным, была почти немыслима.

Общий вид Ио, запечатленный космическим аппаратом Галилео.
Общий вид Ио, запечатленный космическим аппаратом Галилео.  Темное пятно слева от центра — извергающийся вулкан Прометей. Беловатые равнины по обе стороны от него покрыты вулканически отложившимся инеем из диоксида серы, в то время как более желтые области содержат более высокую долю серы.© НАСА

Однако, когда «Вояджер -1» сделал первые снимки Ио с близкого расстояния, астрономы были ошеломлены, увидев спутник, который выглядел совсем не так, как они ожидали. Мало того, что Ио была красочной, на ее поверхности также отсутствовали большие ударные кратеры. Это было довольно нетипично для спутника, поскольку на большинстве из них отсутствует какая-либо геологическая активность, которая в противном случае разрушила бы кратеры.

Собственно, поэтому Земля имеет такое малое количество ударных кратеров на своей поверхности, поскольку геологическая активность быстро стирает их с поверхности. Наличие большого количества кратеров свидетельствует о том, что мир не претерпел никаких геологических изменений за миллиарды лет, отсюда и причина, по которой на Луне так много кратеров.

Тот факт, что на Ио практически не было кратеров, предполагает, что она геологически активна, что было неслыханно до миссии «Вояджер-1». Дальнейшие изображения Ио с космических аппаратов «Вояджер» выявили больше доказательств того, что этот спутник активен. Анализируя изображения после пролета «Вояджера», ученые заметили большой полумесяц у поверхности Ио.

Сначала астрономы полагали, что этот полумесяц был еще одним спутником сразу за Ио. Однако, анализируя орбиты всех других известных спутников, ученые поняли, что за Ио не было спутника, когда был сделан снимок.

Вскоре они поняли, что то, что они наблюдают, было извержение вулкана на поверхности Ио. Вулканы Ио стали первыми действующими вулканами, когда-либо наблюдаемыми в мире, отличном от Земли. В общей сложности ученые подтвердили наличие на Ио более 400 действующих вулканов, что делает его самым геологически активным миром в Солнечной системе.

Изображение поверхности Ио
Изображение поверхности Ио, показывающее вулканические кратеры и даже лавовое озеро слева. © НАСА

Несколько вулканов производят столбы серы и диоксида серы, которые поднимаются на высоту до 500 км над поверхностью. Поверхность Ио также усеяна более чем 100 горами, которые были подняты в результате обширного сжатия у основания силикатной коры Ио. Некоторые из этих вершин выше Эвереста, самой высокой точки на поверхности Земли.

Насколько Ио геологически активна?

Хотя открытие того, что Ио является геологически активной, было важным, оно подняло вопрос: какова природа геологической активности Ио? Геологическая активность планет обычно обеспечивается их внутренним теплом, которое в случае Земли представляет собой комбинацию радиоактивного распада и тепла, оставшегося от образования нашей планеты.

Однако меньшие миры теряют свое тепло гораздо быстрее, чем большие, и поэтому, чтобы такой маленький мир, как Ио, содержал так много внутреннего тепла, он должен откуда-то его получать. Как оказалось, Юпитер снабжает Ио своей энергией.

Изображение Ио, освещенной солнцем.
Изображение Ио, освещенной Солнцем. © НАСА

Как и у любого другого объекта в Солнечной системе, орбита Ио скорее эллиптическая, чем круговая, поэтому расстояние между Ио и Юпитером меняется. При изменении расстояния между двумя объектами гравитационное притяжение, которое Юпитер оказывает на Ио, также меняется, становясь слабее, когда Ио находится дальше, и сильнее, когда Ио ближе.

Эти изменения гравитации растягивают и сжимают Ио, что, в свою очередь, создает трение в ядре, которое движется наружу в виде тепловой энергии. Именно эта тепловая энергия питает интенсивную геологию Ио.

Размер, масса и орбита

Ио — один из четырех галилеевых спутников Юпитера, наряду с Европой, Ганимедом и Каллисто. Ио — самая внутренняя из этих лун и третья по величине после Ганимеда и Каллисто.

Ио лишь немного больше нашей Луны с диаметром 3 643 километра, что делает ее почти на 200 километров больше земной Луны. При таком размере Ио является четвертым по величине спутником в Солнечной системе.

Ио на фоне Юпитера.
Ио на фоне Юпитера. © НАСА

Хотя Ио ненамного больше Луны по размеру, ее масса на 21% больше, чем у земной Луны. Ио также является самым плотным спутником в Солнечной системе и имеет самое сильное гравитационное притяжение среди всех спутников Солнечной системы. Высокая плотность Ио являются результатом ее состава, поскольку и камень, и железо имеют высокую плотность.

Ио вращается вокруг самой большой планеты Солнечной системы, Юпитера, на среднем расстоянии 350 000 километров относительно верхних слоев атмосферы Юпитера.

Последовательность из пяти снимков Ио, сделанных зондом New Horizons
Последовательность из пяти снимков Ио, сделанных зондом New Horizons 1 марта 2007 года в течение восьми минут. Изображения представляют собой анимацию извержения вулкана Тваштар. Высота столба составляет 330 км, хотя здесь видна только его верхняя часть, поскольку источник находится на дальней стороне Ио. © НАСА

Ио совершает один оборот вокруг Юпитера всего за 42,5 часа. Фактически, Ио вращается так быстро, что ее движение можно наблюдать в течение одной ночи наблюдения, что делает ее главной целью для любого астронома-любителя.

Смотрите также:
Подписаться
Уведомление о
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии