Странная луна юпитера продолжает удивлять ученых спустя 400 лет после своего открытия

Контакт с магнитосферой Юпитера

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.

Магнитное поле токов Юпитера с плазменным тором Ио

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.

Классификация спутников

Сателлиты планеты делят на главные, внутренние и внешние. К первым относят наиболее крупные луны. Ко вторым — небесные тела небольших размеров, вращающиеся близко к условной поверхности планеты. Орбиты главных лун идут следом, на расстоянии 20 радиусов от гиганта. Внешние спутники вращаются еще дальше, на дистанции до 50 млн км от центра.

Внутренние и внешние

Внутренние луны вращаются по круговым орбитам в экваториальной плоскости гиганта. В их перечень входят три небольших тела радиусом 20-250 км и Амальтея. Наиболее близкими к гиганту являются Метида и Адрастея, перемещающиеся по правильным орбитам по соседству с внешним краем колец.

Более многочисленной группой сателлитов является внешняя (в наличии как минимум 59 объектов). Она состоит из тел неправильной формы, размеры которых не превышают 170 км. Движение происходит по эллиптическим орбитам, при этом небесные тела имеют наклон к плоскости экватора. Некоторые перемещаются в ретроградном направлении, противоположном тому, в котором движутся планета и ее луны.


Амальтея — внутренний спутник Юпитера. Credit: artefact-2007.blogspot.com.

Часть внешних спутников движется рядом, по близким орбитам. Это позволяет предположить, что ранее они были частью единого тела, которое раскололось в результате столкновения с другим объектом космоса.

Нерегулярные объекты

В подгруппу входят небольшие по габаритам тела, вращающиеся по эксцентрическим орбитам на дальнем расстоянии от центра планеты. Они сформировались при ударах сателлитов больших размеров или были притянуты гравитацией Юпитера. С момента образования они мало изменились, поэтому несут информацию о природе Солнечной системы.

Галилеевские спутники

Группа главных лун, которые сформировались одновременно с гигантом, но напоминают планеты земной группы. Они движутся по круговым орбитам на расстоянии от 420 тыс. до 2 млн км от центра планетарного ядра. В порядке удаления от планеты вращаются Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. По размерам они минимум в 1,5 раза больше земной Луны.

Периоды вращения описанных спутников по орбитам соотносятся как 1/2/4/8, что является следствием резонанса. Под влиянием приливных сил, вызванных крупными спутниками, движение гиганта вокруг собственной оси тормозится. Осевое вращение сателлитов также нарушается, поэтому они обращены к планете только одной стороной.

Галилеевские спутники Юпитера. Credit: mirkosmosa.ru.

Происхождение названия спутника Ио

Ио — это прекрасная девушка из древнегреческой мифологии. Она была столь красива, что Зевс, греческий верховный бог молний и грома, не удержался и соблазнил ее. Однако он был женат. Чтобы скрыть измену, он превратил Ио в корову. Но Гера, жена Зевса, разгадала обман — и ради мести наслала на корову-Ио слепней, который больно ее кусали. Спасаясь от них, она пробежала всю Грецию и пересекла Босфор, пролив между Балканами и Турцией.

Гера и Ио в коровьем облике

Формы поверхности на спутнике Юпитера Ио названы в честь мест и персонажей из этой истории. Также свое место на Ио получили имена богов, связанных с вулканами.

Фива или Теба

Как это часто бывает в русском языке, перевод иностранного слова в разных исторических периодах и звучит по-разному. Так, нимфа в древнегреческой мифологии, в честь которой назван спутник Юпитера, еще во времена старорусского языка называлась Фивой. Это распространенное в древние времена женское имя — из самых знаменитых его носителей в первую очередь вспоминается город Фивы в Египте.

Однако кроме греческого языка, это слово попало в русский через латынь и латынесодержащие языки — в том числе и из английского, на котором было объявлено о присвоении спутнику имени в 1983 году. Так как пишется слово как «Thebe», сформировался вариант Теба, спутник Юпитера, который равноправно с Фивой встречается на страницах книг и справочников.

Какой из вариантов вернее? На самом деле, правильны оба — часто они встречаются вместе в пределах одной энциклопедии. Но порой встречается и «смешанный» вариант названия, Феба, который желательно не употреблять — так же называется одноименный спутник Сатурна, чье имя произошло от совершенно другого слова, «Phoebe». А возникшая путаница может доставить неприятностей — тем более, что эти два спутника газовых гигантов даже не похожи!

Причины вулканической активности

На глубине 50 км под корой расположен расплавленный магматический океан с температурой 1200°С и толщиной 40-60 км.


Аннотированное изображение источников тепла на Ио. Credit: NASA / JPL-Caltech.

Источниками тепла для него являются:

  • процессы, возникшие в результате орбитального резонанса со спутниками-соседями;
  • удаленность Ио от планеты;
  • эксцентриситет (наклон оси) сателлита, равный 0,0041;
  • физическое состояние и состав недр.

Лава выбрасывается на высоту до 400 км. Серу обнаружили на орбите спутника, ее следы даже достигают соседней Европы.

Для настолько маленького по своим размерам космического тела быть таким активным геологически — явление необычное. В основном, естественные луны — это устойчивые объекты Солнечной системы планетарного типа, и период тектонической активности у них либо уже закончился миллионы лет назад, либо сейчас находится в финальной стадии.

Извержения вулканов здесь такие мощные, что их видно в телескоп с Земли. Во время некоторых из них выделяется до 20 трлн ватт энергии — это в тысячи раз мощнее, чем вулканическая деятельность на нашей планете.

Активные вулканы на спутнике Ио

Все местные вулканические объекты носят имена мифических героев и богов, которые связаны с огнем, Солнцем, кузнечным делом, громом. Для мелких объектов принято использовать термин «купол». Крупнейшим вулканом считается Амирани, открытый в 1979 г. на территории Босфор.

Интересный факт: спутник имеет немало неофициальных названий, характеризующих его не с лучшей стороны, — Адская топка, Космический ад, Вулканическая преисподняя, Кипящий котел и др.

Характеристики Фивы

Место Фивы среди лун Юпитера

Четыре внутренних луны из группы Амальтеи, «присматривающих» за кольцами, и четыре больших галилеевых спутника называют «обычными» спутниками Юпитера. Они вращаются вокруг планеты против часовой стрелки — в том же направлении, что и планета вокруг собственной оси. Также они имеют приблизительно круговые орбиты и находятся около плоскости экватора Юпитера.

Спутник Юпитера — Фива.

Это поспособствовало изучению Фивы. Она находится дальше всех от Юпитера среди внутренних спутников, и часто проходит близко от крупной соседки Ио. Благодаря этому, зонд «Галилео» сумел достаточно хорошо изучить Фиву — хорошо как для космического тела, имеющего не больше 100 километров в поперечнике. Постарались и астрофизики, выудившие максимум из полученных данных. Конечное сочетание всех факторов дало нам следующие характеристики спутника:

Фива в фактах

  • Линейные измерения Фивы — 116×98×84 километров. Форма Фивы, как и других внутренних спутников Юпитера, серьезно определяется кратерами. Самый большой кратер на спутнике, Зефус, имеет около 40 километров в поперечнике, что сопоставимо в размерах с самой луной.
  • Как Фива выжила после таких столкновений? Есть два главных аспекта:
    • Физический. Если воспринимать спутник как целостный объект — то она и не сохранилась. Фива, Амальтея, внутренние спутники Юпитера и множество других космических тел — все они являются «кучей щебня», массой больших глыб породы, которые соединены между собой прослойками пыли.Это дает ей дополнительные преимущества в столкновениях с метеоритами: импульс удара распространяется не так сильно, как по монолитному телу. А если «повезет», спутник может и вовсе пробить насквозь. При этом серьезно потеряется масса, но позволит сохранить «жизнь» при очень сильном столкновении. Рекордсменом по выживаемости среди «куч щебня» является Метона — она еще и заращивает на себе все раны.
    • Локальный. Особенностью внутренних спутников Юпитера является то, что они находятся на пределе Роша — зоны, после которой силы притяжения центральной планеты становятся сильнее самогравитации спутника. Пересечение предела Роша приводит к разрыву спутника на мелкие куски — теоретически, именно так сформировались кольца Сатурна. А группа Амальтеи, с Фивой в том числе, удерживается от гибели наличием крупных спутников на орбитах повыше. Однако пыль и осколки, которые вылетают из кратеров после ударов метеоритов, внутренние луны удержать не могут. Именно за счет этого материала и сформировалось «паутинное» кольцо Фивы у Юпитера, возле внешнего края которого пролегает орбита спутника. И когда у других космических тел потерянное вещество возвращается обратно, сглаживая кратеры, в Фивы оно улетает прочь — и следы от столкновений остаются «как есть».

  • Так как Фива состоит изо льда с пористостью (количеством пустот внутри) до 10%, ее плотность составляет около 0,8 г/см3. Итоговая масса равняется 4,3×1017 килограммам — это приблизительно 130 триллионов тонн.
  • Поверхность Фивы, кроме больших неровностей, выделяется еще и цветом — спутник обладает сильным красным оттенком. Это свойство внутренние луны тоже делят между собой. Причину красноты конкретно Фивы астрономы воспринимают по-разному. Одни считают, что спутник красит Ио своими серными вулканами, другие же предполагают наличие слоя из толина — красного минерала, образующегося вследствие распада органических веществ (вроде метана).
  • Орбитальные характеристики Фивы несколько выделяются из общей картины группы. Она синхронно вращается вокруг Юпитера, делая полный оборот за 16 часов и 11 минут. Вытянутой стороной она всегда повернута в сторону планеты — это все типично для группы Амальтеи.

Но вот наклонение орбиты Фивы к экватору Юпитера превышает 1 градус, что уже несвойственно для ее «коллег». Причина кроется в происхождении луны — она насильно поменяла свое положение под воздействием гравитации. В далеком прошлом системы Юпитера, орбита Ио была куда ниже — и когда массивная луна поднималась, то «задела» орбитальным резонансом маленькую Фиву.

Немного любопытных фактов об Ио

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.

Пейзаж Ио

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 Европе, 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.

Исследование

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.

Южная полярная область Ио в мозаике Вояджера-1

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.

Орбитальная миссия JUICE

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.

Геологическая активность[править]

Является самым геологически активным телом Солнечной системы, на нём находится свыше 400 действующих вулканов. Эта активность, как указано выше, обусловлена периодическим нагревом недр спутника в результате трения, которое происходит из-за приливных гравитационных воздействий со стороны Юпитера, Европы и Ганимеда. У некоторых вулканов выбросы серы и диоксида серы настолько сильны, что поднимаются на высоту 500 км.

Поэтому, спутник покрыт множеством разноцветных веществ, преимущественно модификациями и соединениями серы.

Вулканы выбрасывают серу на высоту до 300 км.

Вулканы выбрасывают различные вещества, такие как силикаты (например, ортопироксен (Mg,Fe)2Si2O6), сера S и диоксид серы SO2. Иней из диоксида серы покрывает почти всю поверхность спутника, окрашивая большие области в белый или серый цвет. На многих областях Ио видна и сера благодаря своему жёлтому или жёлто-зелёному цвету. В средних и высоких широтах радиация разбивает обычно устойчивые восьмиатомные циклические молекулы серы S8, в результате чего полярные области спутника окрашены в красно-коричневый цвет. Взрывной вулканизм, нередко дающий шлейфы вулканического пепла, формирующие причудливые формы, окрашивает поверхность Ио силикатами и соединениями серы. Осадки данных шлейфов нередко окрашены в красный или белый цвет — в зависимости от содержания серы и диоксида серы. Обычно, шлейфы, созданные в жерле вулкана в результате дегазации лавы, содержат большее количество S2 и дают красные осадки, выпадающие веером или, изредко, большими (до более чем 450 км радиусом) кольцами. Яркий пример красного кольца из осадков шлейфа имеется вокруг вулкана Пеле. Данный красный осадок состоит приемущественно из серы (главным образом 3- и 4-атомной молекулярной серы), двуокиси серы и, по-видимому, Cl2SO2. Шлейфы, возникшие на границах потоков силикатной лавы, дают белые или серые осадки (продукт взаимодействия этой лавы с серой и двуокисью серы, лежащими на поверхности). На спутнике почти нет воды (хотя были идентифицированы небольшие карманы водяного льда или гидратированных минералов).

Небольшое количество ударных кратеров показывает, что поверхность Ио геологически молода, так как кратеры на нём быстро покрываются вулканическими выбросами.

В дополнение к вулканам на Ио есть невулканические горы, вязкие лавовые потоки, достигающие длины в сотни км, озёра расплавленной серы и кальдеры, глубина которых доходит до нескольких км.

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.

Несостоявшаяся звезда

Юпитер, обработанный снимок зонда Вояджер-1

Газовый гигант образовал внутри Солнечной системы свою собственную мини-структуру с многочисленными спутниками самых разных размеров, обращающихся вокруг него. Этот факт, химический состав его атмосферы (водород и гелий), а также поистине внушительные размеры позволяют называть Юпитер несостоявшейся звездой. Однако его массы недостаточно для возникновения термоядерной реакции, а значит, стать ей он так никогда и не сможет. Но будь Юпитер тяжелее на порядок, то в Солнечной системе было бы не одно светило, а целых два, – исследователям Вселенной известны коричневые карлики, имеющие массу примерно в 12-80 раз больше, чем у крупнейшей планеты Солнечной системы, которые относятся к самой легкой «весовой категории» звезд.

Контакт с магнитосферой Юпитера

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.

Магнитное поле токов Юпитера с плазменным тором Ио

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.

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.

Внутреннее строение Ио

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.

Аппарат Галилео отобразил темное пятно, созданное извержением в 1997 году

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).

Размер, масса и орбита

При радиусе в 1821.6 км и массе – 8.93 х 1022 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.

Сравнительные размеры некоторых спутников и планет в Солнечной системе

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.

Таким образом вы узнали, спутником какой планеты является Ио.

Сведения об открытии
Дата открытия 8 января 1610
Первооткрыватели Галилео Галилей
Орбитальные характеристики
Апоцентр 420 000 км
Эксцентриситет 0,0041
Период обращения 1,769 137 дней
Наклонение 2,21° (к эклиптике) 0,05° (к экватору Юпитера)
Спутник Юпитера
Физические характеристики
Размеры 43 660,0 × 3 637,4 × 3 630,6 км
Радиус 1 821,3 км
Масса 8,9319·1022 кг
Плотность 3,528 г/см3
Альбедо 0,63 ± 0,02

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.

Энергия Юпитера

Внутреннее строение планеты

Изучение самой большой планеты Солнечной системы показало, что она излучает энергии примерно в 2,5 раза больше, чем получает извне, что говорит о наличии неких внутренних источников этого явления. Причем излучение Юпитера находится в очень широком диапазоне волн, включая видимый спектр.

Общепризнанное объяснение этого факта пока не найдено. Предполагается, что источниками энергии могут служить процессы фазового перехода металлического водорода в молекулярную фазу. Также большинство исследователей сходятся во мнении, что ядро планеты разогрето за счет внутреннего сжатия и имеет температуру, по разным источникам, от 20 000°С до 30 000°С.

Без водяного льда

На протяжении двух последующих веков на Ио не удавалось рассмотреть никаких деталей: спутник наблюдался как точка света пятой звёздной величины. Телескопы с лучшим разрешением появились лишь в конце XIX века, и это наконец-то позволило астрономам увидеть на поверхности Ио крупномасштабные детали. В 1890-х годах американец Эдвард Эмерсон Барнард стал первым астрономом, который заметил различие яркости между экваториальной и полярной областями Ио. Он верно предположил, что это обусловлено различиями цвета и альбедо (альбедо — отношение светового потока, рассеянного телом во всех направлениях, к потоку, падающему на тело, — прим. ред.) областей. Дальнейшие телескопические наблюдения подтвердили различие между красновато-коричневой полярной и жёлто-белой экваториальной областями. Телескопы становились всё совершеннее, и в середине XX века учёные пришли к выводу, что на Ио наблюдается геологическая активность. Спектрографические наблюдения показали, что, по всей вероятности, Ио лишена водяного льда, в то время как на других Галилеевых спутниках он преобладает. Те же наблюдения продемонстрировали, что на поверхности Ио в большом количестве находятся соли натрия и сера. Радиотелескопы же показали, что Ио заметно влияет на магнитосферу Юпитера, в пользу чего красноречиво свидетельствовали всплески на декаметровых волнах, происходящие с частотой, равной орбитальному периоду этого спутника.

Юпитер и Ио

В начале 1979 года «Вояджер-1» начал сближаться с Юпитером. Параллельно он делал снимки галилеевых спутников газового гиганта. Изображения этих спутников не разочаровали ученых. Специалисты думали, что на снимках «Вояджера-1» увидят одинаковые, ничем не отличающиеся друг от друга луны, но вместо этого перед астрономами предстали миры с уникальной геологией, совсем не похожей на геологию нашей Луны.


Фото: NASA / Обработанные снимки галилеевых спутников, сделанные «Вояджером-1» во время сближения с Юпитером в начале марта 1979 года. Слева направо: Ио, Европа, Ганимед, Каллисто

Из всех галилеевых спутников больше всех научное сообщество озадачила Ио. Согласно спектроскопическим исследованиям, Ио представлялась ученым как тело немного большее, чем Луна, но также изрезанное кратерами. На иссушенной поверхности спутника Юпитера специалисты рассчитывали найти отложения различных солей. Но Ио оказался настоящим миром-загадкой без видимых ударных кратеров, покрытый странными желтыми, оранжевыми и белыми отложениями. Первые снимки спутника газового гиганта натолкнули астрономов на мысль, что на Ио должны происходить некие геологические процессы, которые “омолаживали поверхность, стирали следы ударных кратеров”.

В марте 1979 года «Вояджер-1» сделал снимок Ио на длинной выдержке с расстояния 4,5 млн. км, который приоткрыл завесу тайны этой луны.

На изображении специалисты NASA заметили облако, которое находилось в сотнях километров над “освещенным” серпом Ио. Вот это фото:


Фото: NASA/JPL / Увеличенное изображение Ио, сделанное «Вояджером-1» 8 марта 1979 года с расстояния 4,5 млн км. Один вулканический шлейф виден над освещенным месяцем Ио с правой стороны, второй на линии терминатора (яркое пятно)

Сперва ученые подумали, что это просто искажения, появившиеся во время съемки, но после детального анализа стало понятно, что облако реально. Поскольку у Ио крайне разреженная атмосфера, астрономы пришли к выводу, что облако — это шлейф, возникший в результате очень мощного извержения вулкана. Ему дали обозначение P1.

Чуть позже члены исследовательской группы «Вояджер» нашли на снимке еще один шлейф на границе дня и ночи (терминаторе) Ио, его обозначили P2.


Фото: NASA / Обработанный снимок Ио. Сделан «Вояджером-1» с расстояния 490 тыс км. Яркое пятно слева — шлейф, результат деятельности вулканической впадины Патера Локи. В нижней части изображения видны отложения, окружающие действующий вулкан Пеле

Новые данные, присланные «Вояджером-1», показали, что P1 — результат деятельности активного вулкана, впоследствии названного Пеле, а P2 связан с вулканической впадиной Патера Локи, в которой находится богатое серой лавовое озеро.

Специалисты пришли к выводу, что на Ио есть действующие вулканы, и они, скорее всего, причина “молодой поверхности спутника”, а желтые, белые, оранжевые отложения не что иное, как выброшенные во время извержений на поверхность вещества: различные силикаты, сера, диоксид серы.

На других снимках Ио, полученных «Вояджером-1», ученые обнаружили восемь вулканических шлейфов.


Фото: NASA / Цветная мозаика поверхности Ио, составлена из снимков, сделанных зондом «Вояджер-1». На изображении запечатлен действующий вулкан Пеле, а также вулканический шлейф, который достигает 300 км в высоту

Открытия зонда и последующие наблюдения за спутником Юпитера помогли специалистам понять, что Ио — самый геологически активный мир в Солнечной системе, на сегодняшний день на нем насчитывается порядка 400 действующих вулканов.

Материал перепечатан

Предлагаем дружбу: , , Telegram

Следите за всем новым и интересным из мира науки на нашей страничке в Google Новости, читайте наши материалы, не опубликованные на сайте

Немного любопытных фактов об Ио

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 Европе, 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.