IO (MŰHOLDAS): JELLEMZŐK, ÖSSZETÉTEL, PÁLYA, MOZGÁS, SZERKEZET - ARTE - 2025

Az Io a négy galileai műhold (Io, Europa, Ganymede, Callisto) része, amelyet úgynevezték, mert ezeket 1610-ben a Galileo Galilei fedezte fel egy őszinte távcsővel, amelyet ő maga épített.

Ez a Galileai műholdak és a fennmaradó 75 Jupiter műhold harmadik legnagyobb. A pálya sugara szerint ez az ötödik műhold és az első a galileai. Neve a görög mitológiából származik, amelyben Io egyike volt a sok lány közül, akikbe Zeus isten, akit a római mitológiában Jupiternek is neveztek, beleszeretett.

1. ábra. Az Io a Galileo Galilei által 1610-ben felfedezett négy műhold részét képezi, és a négy közül a legközelebb áll a bolygóhoz. (wikimedia Commons).

Az Io a Föld átmérőjének egyharmada, és műholdunk körülbelül olyan nagy, mint a Hold. A Naprendszer többi műholdjával összehasonlítva az Io méretű ötödik helyen áll, amelyet a Hold előz meg.

Io felületén hegység található, amelyek kiemelkednek a hatalmas síkságokon. Nem észleltek ütköző krátereket, ami azt jelzi, hogy nagy földtani és vulkáni aktivitásuk révén kitörölték őket, amelyeket a Naprendszerben a legnagyobbnak tekintnek. Vulkánjai kénvegyületek-felhőket hoznak létre, amelyek 500 km-rel felszínre emelkednek.

A felszínén több száz hegy található, amelyek közül néhány magasabb, mint az Everest-hegy, és amelyeket a műholdak intenzív vulkánizmusa képez.

Az Io 1610-ben történt felfedezése és a többi galileai műhold megváltoztatta az univerzumban elfoglalt helyzetünk perspektíváját, mivel abban az időben úgy véljük, hogy mindent a középpontban helyezünk.

A „más világok” felfedezésével, amint a Galileo elnevezte a Jupiter körül forgó műholdakat, a Kopernikusz által javasolt ötlet, hogy bolygónk a Nap körül forog, megvalósíthatóbbá és tapinthatóbbá vált.

Io-nak köszönhetően, a fénysebesség első mérését Ole Christensen Rømer dán csillagász végezte el 1676-ban. Rájött, hogy Jupiter Io napfogyatkozásának időtartama 22 perc volt rövidebb, amikor a Föld közelebb volt Jupiterhez, mint amikor a legtávolabbi pontban volt.

Abban az időben telt el a fény a Föld körüli átmérőjének meghaladásához, ahonnan Rømer 225 000 km / s-ra becsülte a fénysebességet, ami 25% -kal kevesebb a jelenleg elfogadott értéknél.

Az Io általános jellemzői

Mire a Voyager misszió megközelítette a jovia rendszert, nyolc kitörő vulkánt talált Io-n, és a Galileo misszió, bár nem tudott túl közel állni a műholdakhoz, kiváló felbontású képeket hozott fel a vulkánokról. Legalább 100 kitörő vulkán észlelte ezt a szondát.

2. ábra. Az Io felülete, amely a kiterjedt síkságokat és bőséges vulkánokat mutatja, valódi színekben, a Galileo szonda fényképezve. Forrás: NASA.

Az Io fő fizikai jellemzői a következők:

-A átmérője 3643,2 km.

-Mass: 8,94 x 10 ²² kg.

-Average sűrűsége 3,55 g / cm ³.

-Felület hőmérséklete: (ºC): -143 - -168

-A gravitáció gyorsulása a felületén 1,81 m / s ² vagy 0,185 g.

- Forgási periódus: 1d 18h ​​27,6m

-A fordítási időszak: 1d 18h ​​27,6m

-A légkör 100% kén-dioxidból (SO2) áll.

Az Io fő jellemzőinek összefoglalása

Fogalmazás

Az Io legkiemelkedőbb tulajdonsága a sárga szín, amely a lényegében a vulkáni felületen lerakódott kén miatt. Ezért, bár a Jupiter óriás meteoritok által okozott hatásai gyakoriak, ezeket gyorsan törölni kell.

Úgy gondolják, hogy a bazaltok bőségesek a műholdasban, mint mindig, kénnel sárga színűek.

Olvadt szilikátok bőségesen vannak a köpenyben (a belső szerkezet részleteit lásd alább), míg a kéreg fagyasztott kénből és kén-dioxidból áll.

Az Io a legszorosabb műholda a Naprendszerben (3,53 g / cm3), és összehasonlítható a sziklás bolygókkal. A köpeny szilikátköve az olvadt vas-szulfid magját veszi körül.

Végül, az Io légköre csaknem 100% -ban kén-dioxidot tartalmaz.

Légkör

A spektrális elemzések vékony atmoszférájú kén-dioxidot fednek fel. Annak ellenére, hogy több száz aktív vulkán másodpercenként tonna gázt forog, a műhold nem képes azokat megtartani az alacsony gravitáció miatt, és a műholdas menekülési sebessége sem túl nagy.

Ezenkívül az Io környékét elhagyó ionizált atomok csapdába esnek a Jupiter mágneses mezejével, és egyfajta fánkot képeznek keringési pályáján. Ezek a kénionok adják a vöröses színűnek az apró és a közelben lévő Amalthea műholdat, amelynek pályája az Io alatt van.

A vékony és vékony atmoszféra nyomása nagyon alacsony, hőmérséklete -140ºC alatt van.

Az Io felülete alacsony hőmérséklete, mérgező légköre és a hatalmas sugárzás miatt ellenséges az emberekre, mivel a műholdas a Jupiter sugárzó öveiben található.

Io légköre elhalványul és meggyullad

Az Io orbitális mozgása miatt van egy olyan idő, amikor a műholdas megállítja a Nap fényének vételét, mivel Jupiter elárasztja. Ez az időtartam 2 óra, és a várakozások szerint a hőmérséklet csökken.

Valójában, amikor Io a Nap felé néz, hőmérséklete -143 ºC, de ha a gigantikus Jupiter elárasztja, akkor a hőmérséklete -168 ºC-ra eshet.

A napfogyatkozás során a műholdas vékony légköre kondenzálódik a felszínen, kén-dioxid jéggé alakulva és teljesen eltűnik.

Ezután, amikor azfogyatkozás megszűnik és a hőmérséklet emelkedni kezd, a kondenzált kén-dioxid elpárolog és Io vékony atmoszférája visszatér. Erre a következtetésre jutott a NASA csapata 2016-ban.

Így az Io atmoszférát nem a vulkánokból származó gázok, hanem a jég szublimációja képezi a felszínén.

Fordítási mozgalom

Io 1,7 Föld nap alatt teljes forradalmat hajt végre a Jupiter körül, és a műholdak minden egyes fordulatát 2 órás időtartamra fekszik a fogadó bolygó.

A hatalmas árapály-erő miatt az Io pályájának kör alakúnak kell lennie, ez azonban nem a helyzet a más Galileai holdokkal való kölcsönhatás miatt, amelyekkel keringő rezonanciájuk van.

Amikor Io 4 éves lesz, Europa 2-re és Ganymede 1-re fordul. A kíváncsi jelenség a következő animációban látható:

3. ábra: Io és testvére műholdainak: Ganymede és Europa orbitális rezonanciája. Forrás: Wikimedia Commons.

Ez az interakció a műholda pályájának bizonyos excentricitását eredményezi, 0,0041-re számítva.

Az Io legkisebb keringési sugara (periastrum vagy perihelion) 420 000 km, míg a legnagyobb keringési sugara (apoaster vagy aphelion) 423 400 km, az átlagos keringési sugara 421 600 km.

A pálya síkja a Föld körüli síkhoz képest 0,040 ° -kal le van hajlítva.

Az Io-t a Jupiterhez legközelebbi műholdnak tekintik, de a valóságban további négy műhold van a pályája alatt, bár rendkívül kicsi.

Valójában az Io 23-szor nagyobb, mint a legnagyobb ezek közül a kis műholdaktól, amelyek valószínűleg meteoritok, amelyek csapdába estek a Jupiter gravitációjában.

Az apró holdak neve, a gazdaszervezet bolygójukhoz való közelségük szerint: Metis, Adrastea, Amalthea és Thebe.

Io pályája után a következő műhold egy galileai műhold: Europa.

Annak ellenére, hogy nagyon közel áll Io-hoz, Európa összetételében és szerkezetében teljesen különbözik. Úgy gondolják, hogy ez azért van, mert a keringési sugara kicsi különbsége (249 ezer km) jelentősen kevésbé teszi az Európában az árapály-erőt.

Az Io pályája és a Jupiter magnetoszféra

Az Io vulkánjai az ionizált kénatomokat az űrbe fújják, amelyeket a Jupiter mágneses mezője csapdába ejtett, és olyan plazmavezető fánkot képez, amely megfelel a műholdas pályájának.

A Jupiter saját mágneses tere hordozza az ionizált anyagot Io vékony atmoszférájában.

A jelenség 3 millió amper áramot hoz létre, amely a Jupiter már így is erős mágneses mezőjét több mint kétszeresére erősíti, mintha az lenne, ha nincs Io.

Forgó mozgás

A saját tengelye körüli forgási idő egybeesik a műhold orbitális periódusával, amelyet a Jupiter az Io-ra gyakorolt ​​dagály erő okoz, amelynek értéke 1 nap, 18 óra és 27,6 másodperc.

A forgástengely dőlése elhanyagolható.

Belső felépítés

Mivel átlagos sűrűsége 3,5 g / cm ^{3, azt} a következtetést lehet levonni, hogy a műholdas belső szerkezete sziklás. Az Io spektrális elemzése nem deríti ki a víz jelenlétét, tehát a jég léte valószínűtlen.

Az összegyűjtött adatok alapján végzett számítások szerint a műholdaknak feltételezhető, hogy kis vasmaga vagy kénnel keveredő vasmaga van.

Ezt követi egy mély, részben megolvadt kőzetköpeny és egy vékony, sziklás kéreg.

A felület a rosszul elkészített pizzák színét jellemzi: piros, halványsárga, barna és narancs.

A kéreg eredetileg kénnek tartották, de az infravörös mérések azt mutatják, hogy a vulkánok 1500 ° C-on kitörnek a lávának, jelezve, hogy nemcsak kénből áll (amely 550 ° C-on forr), hanem megolvadt kőzet is.

A szikla jelenlétének további bizonyítéka néhány olyan hegység léte, amelyek magassága megismétli az Everest-hegyet. A kén önmagában nem lenne olyan hatalmas, hogy megmagyarázza ezeket a képződményeket.

Az Io belső szerkezetét az elméleti modellek szerint a következő ábra foglalja össze:

4. ábra: Az Io szerkezete. Forrás: Wikimedia Commons.

Io geológiája

A bolygó vagy a műholdas földtani aktivitását a belső hője vezérli. És a legjobb példa az Io, a Jupiter legnagyobb műholdainak legbelső része.

A gazdag bolygó hatalmas tömege nagy vonzerőt jelent a meteoritok számára, mint amilyent az 1994-es Shoemaker-Levy 9 emlékezett, ám az Io nem mutat ütköző krátereket, és az oka az, hogy az intenzív vulkáni tevékenység törli őket.

Az Io-nak több mint 150 aktív vulkánja van, amelyek elég hamu-szárnyasak ahhoz, hogy eltemethessék az ütköző krátereket. Io vulkanizmusa sokkal intenzívebb, mint a Földé, és a legnagyobb a teljes Naprendszerben.

Az Io vulkánjainak kitörései elősegítik a magmában feloldódó ként, amely nyomásának felszabadításakor a magmát meghajtja, hamu és gáz 500 m magasra dobva.

A hamu visszatér a műholdas felületére, törmelékrétegeket generálva a vulkánok körül.

Az Io felületén fehéres területeket figyelnek meg a fagyasztott kén-dioxid miatt. A hibák hasadékában az olvadt láva folyik felfelé és felrobban.

5. ábra. A New Horizons szonda szekvenciája, amely az Io felületén kitörő vulkánt mutatja. Forrás: NASA.

Honnan származik Io energiája?

Mivel az Io kicsit nagyobb, mint a hideg és geológiai szempontból halott hold, kíváncsi az, hogy honnan származik e kis joviumi műhold energiája.

Ez nem lehet a maradék képződési hő, mivel az Io nem elég nagy ahhoz, hogy megtartsa. Ugyancsak nem a belső tere radioaktív bomlása, mivel valójában a vulkánjai által eloszlatott energia könnyen megháromszorozza a sugárzási hőt, amelyet egy ilyen méretű test bocsát ki.

Io energiaforrása az árapály-erő, a Jupiter hatalmas gravitációja és a közelsége miatt.

Ez az erő annyira nagy, hogy a műholdas felülete megemelkedik és 100 m-re esik. A sziklák közötti súrlódás okozza ezt az óriási hőt, természetesen sokkal nagyobb, mint a földi dagályos erőknél, amelyek alig mozgatják a kontinensek szilárd felületét néhány centiméterrel.

A hatalmas súrlódás, amelyet az Io-ra kifejtett óriási árapályerő okoz, elegendő hőtermelést okoz a mély rétegek megolvasztásához. A kén-dioxid elpárolog, és elegendő nyomást generál ahhoz, hogy a vulkánok által kivágott magma lehűljön és lefedje a felületet.

Az árapályhatás a vonzásközponti távolság kockájával csökken, tehát ez a hatás kevésbé fontos a Jupitártól távolabbi műholdakban, ahol a geológiát a meteoritok befolyásolják.

Irodalom

1. 20 perc. (2016) A napfogyatkozás megfigyelése Io-ban feltárja titkait. Helyreállítva: 20minutos.es
2. Kutner, M. (2010) Csillagászat: A fizikai perspektíva. Cambridge University Press.
3. Magok és hátsó ember. (2011). A naprendszer. Cengage tanulás.
4. Wikipedia. Io (műholdas). Helyrehozva: es. wikipedia.com
5. Wikipedia. Jupiter műholdak. Helyrehozva: es. wikipedia.com
6. Wikipedia. Galileai műhold. Helyreállítva: wikipedia.com