Io Es ist Teil der vier so genannten galiläischen Satelliten (Io, Europa, Ganymede, Callisto), weil sie 1610 von Galileo Galilei mit einem von ihm selbst gebauten rudimentären Teleskop entdeckt wurden.
Es ist der drittgrößte der galiläischen Satelliten und der verbleibenden 75 Jupiter-Satelliten. In der Reihenfolge des Umlaufradius ist es der fünfte Satellit und der erste der Galiläer. Sein Name stammt aus der griechischen Mythologie, in die Io eine der vielen Mädchen war, in die sich der Gott Zeus, in der römischen Mythologie auch Jupiter genannt, verliebt hat.
Io ist ein Drittel des Erddurchmessers und ungefähr so groß wie unser Satellit, der Mond. Im Vergleich zu den anderen Satelliten des Sonnensystems ist Io die fünfte Größe, dem der Mond vorausgeht.
Die Oberfläche von Io hat Gebirgszüge, die sich von den weiten Ebenen abheben. Einschlagkrater werden nicht beobachtet, was darauf hinweist, dass sie durch ihre große geologische und vulkanische Aktivität, die als die größte im Sonnensystem gilt, gelöscht wurden. Seine Vulkane produzieren Wolken von Schwefelverbindungen, die sich 500 km über seiner Oberfläche erheben.
Es gibt Hunderte von Bergen auf seiner Oberfläche, einige höher als der Mount Everest, die aufgrund des intensiven Vulkanismus des Satelliten entstanden sind.
Die Entdeckung von Io im Jahr 1610 und der anderen galiläischen Satelliten veränderte die Perspektive unserer Position im Universum, da zu dieser Zeit angenommen wurde, wir seien das Zentrum von allem.
Durch die Entdeckung "anderer Welten", wie Galileo die Satelliten nannte, die sich um Jupiter drehten, wurde die von Copernicus vorgeschlagene Idee, dass sich unser Planet um die Sonne drehte, praktikabler und greifbarer..
Dank Io wurde die erste Messung der Lichtgeschwindigkeit 1676 vom dänischen Astronomen Ole Christensen Rømer durchgeführt. Er erkannte, dass die Dauer der Sonnenfinsternis von Io durch Jupiter 22 Minuten kürzer war, als die Erde näher am Jupiter war als damals an seinem äußersten Punkt.
Dies war die Zeit, die Licht brauchte, um den Orbitaldurchmesser der Erde zu erreichen. Von dort aus schätzte Rømer die Lichtgeschwindigkeit auf 225.000 km / s, 25% weniger als der derzeit akzeptierte Wert..
Artikelverzeichnis
Als sich die Voyager-Mission dem Jupiter-System näherte, fand sie acht ausbrechende Vulkane auf Io, und die Galileo-Mission konnte, obwohl sie dem Satelliten nicht zu nahe kommen konnte, Bilder der Vulkane mit ausgezeichneter Auflösung liefern. Nicht weniger als 100 ausbrechende Vulkane entdeckten diese Sonde.
Die wichtigsten physikalischen Eigenschaften von Io sind:
-Sein Durchmesser beträgt 3.643,2 km.
-Masse: 8,94 x 1022 kg.
-Durchschnittliche Dichte 3,55 g / cm3.
-Oberflächentemperatur: (ºC): -143 bis -168
-Die Erdbeschleunigung an ihrer Oberfläche beträgt 1,81 m / szwei oder 0,185 g.
-Rotationszeit: 1d 18h 27,6m
-Übersetzungszeitraum: 1d 18h 27.6m
-Atmosphäre aus 100% Schwefeldioxid (SO2).
Das herausragendste Merkmal von Io ist seine gelbe Farbe, die auf den auf der im Wesentlichen vulkanischen Oberfläche abgelagerten Schwefel zurückzuführen ist. Aus diesem Grund werden Stöße aufgrund von Meteoriten, die vom riesigen Jupiter angezogen werden, zwar häufig, aber schnell gelöscht..
Es wird angenommen, dass Basalte im Satelliten wie immer reichlich vorhanden sind und durch Schwefel gelb gefärbt sind.
Geschmolzene Silikate sind im Mantel reichlich vorhanden (Einzelheiten zur inneren Struktur siehe unten), während die Kruste aus gefrorenem Schwefel und Schwefeldioxid besteht..
Io ist der dichteste Satellit im Sonnensystem (3,53 g / cm³) und ist mit felsigen Planeten vergleichbar. Das Silikatgestein des Mantels umhüllt einen Kern aus geschmolzenem Eisensulfid.
Schließlich besteht die Atmosphäre von Io zu fast 100% aus Schwefeldioxid..
Spektralanalysen zeigen eine dünne Schwefeldioxidatmosphäre. Obwohl Hunderte von aktiven Vulkanen eine Tonne Gase pro Sekunde ausstoßen, kann der Satellit sie aufgrund der geringen Schwerkraft nicht zurückhalten und die Fluchtgeschwindigkeit des Satelliten ist ebenfalls nicht sehr hoch..
Zusätzlich werden ionisierte Atome, die die Nachbarschaften von Io verlassen, vom Jupiter-Magnetfeld eingefangen und bilden eine Art Donut auf seiner Umlaufbahn. Es sind diese Schwefelionen, die dem winzigen und nahe gelegenen Satelliten Amalthea, dessen Umlaufbahn unter der von Io liegt, seine rötliche Farbe verleihen..
Der Druck der dünnen und dünnen Atmosphäre ist sehr niedrig und ihre Temperatur liegt unter -140ºC..
Die Oberfläche von Io ist aufgrund ihrer niedrigen Temperaturen, seiner giftigen Atmosphäre und der enormen Strahlung menschenfeindlich, da sich der Satellit in den Strahlungsgürteln des Jupiter befindet..
Aufgrund der Orbitalbewegung von Io gibt es eine Zeit, in der der Satellit das Licht der Sonne nicht mehr empfängt, da Jupiter es verdunkelt. Dieser Zeitraum dauert 2 Stunden und wie erwartet sinkt die Temperatur.
Wenn Io der Sonne zugewandt ist, beträgt seine Temperatur -143 ºC, aber wenn es vom gigantischen Jupiter verdunkelt wird, kann seine Temperatur auf -168 ºC fallen.
Während der Sonnenfinsternis kondensiert die dünne Atmosphäre des Satelliten an der Oberfläche, bildet Schwefeldioxideis und verschwindet vollständig..
Wenn dann die Sonnenfinsternis aufhört und die Temperatur zu steigen beginnt, verdampft das kondensierte Schwefeldioxid und die dünne Atmosphäre von Io kehrt zurück. Zu diesem Schluss kam 2016 ein NASA-Team.
Die Atmosphäre von Io wird also nicht durch die Gase der Vulkane gebildet, sondern durch die Sublimation des Eises auf seiner Oberfläche.
Io macht in 1,7 Erdentagen eine vollständige Revolution um Jupiter und wird mit jeder Umdrehung des Satelliten für einen Zeitraum von 2 Stunden von seinem Wirtsplaneten verdunkelt..
Aufgrund der enormen Gezeitenkraft sollte die Umlaufbahn von Io kreisförmig sein, dies ist jedoch aufgrund der Wechselwirkung mit den anderen galiläischen Monden, mit denen sie sich in Orbitalresonanz befinden, nicht der Fall..
Wenn Io 4 wird, wird Europa 2 und Ganymed 1. Das merkwürdige Phänomen ist in der folgenden Animation zu sehen:
Diese Wechselwirkung bewirkt, dass die Umlaufbahn des Satelliten eine bestimmte Exzentrizität aufweist, die mit 0,0041 berechnet wird.
Der kleinste Umlaufradius (Periaster oder Perihel) von Io beträgt 420.000 km, während der größte Umlaufradius (Apoaster oder Aphel) 423.400 km beträgt, was einem mittleren Umlaufradius von 421.600 km entspricht..
Die Orbitalebene ist gegenüber der Erdorbitalebene um 0,040 ° geneigt.
Io wird als der Jupiter am nächsten gelegene Satellit angesehen, aber in Wirklichkeit befinden sich vier weitere Satelliten unter seiner Umlaufbahn, wenn auch extrem klein..
Tatsächlich ist Io 23-mal größer als der größte dieser kleinen Satelliten, bei denen es sich wahrscheinlich um Meteoriten handelt, die in der Schwerkraft des Jupiter gefangen sind..
Die Namen der winzigen Monde in der Reihenfolge ihrer Nähe zu ihrem Wirtsplaneten sind: Metis, Adrastea, Amalthea und Tebe.
Nach Ios Umlaufbahn ist der nächste Satellit ein galiläischer: Europa.
Obwohl Europa Io sehr nahe steht, unterscheidet es sich in Zusammensetzung und Struktur völlig. Dies wird angenommen, weil dieser kleine Unterschied im Umlaufradius (249 Tausend km) die Gezeitenkraft auf Europa erheblich verringert.
Vulkane auf Io werfen ionisierte Schwefelatome in den Weltraum aus, die vom Jupiter-Magnetfeld eingefangen werden, und bilden einen plasmaleitenden Donut, der mit der Umlaufbahn des Satelliten zusammenfällt..
Es ist Jupiters eigenes Magnetfeld, das das ionisierte Material aus der dünnen Atmosphäre von Io trägt..
Das Phänomen erzeugt einen Strom von 3 Millionen Ampere, der das bereits starke Magnetfeld von Jupiter auf mehr als das Doppelte des Wertes verstärkt, den es ohne Io hätte.
Die Rotationsperiode um seine eigene Achse fällt mit der Umlaufzeit des Satelliten zusammen, die durch die Gezeitenkraft verursacht wird, die Jupiter auf Io ausübt. Ihr Wert beträgt 1 Tag, 18 Stunden und 27,6 Sekunden.
Die Neigung der Drehachse ist vernachlässigbar.
Weil seine durchschnittliche Dichte 3,5 g / cm beträgt3 Es wird der Schluss gezogen, dass die innere Struktur des Satelliten felsig ist. Die Spektralanalyse von Io zeigt nicht das Vorhandensein von Wasser, so dass das Vorhandensein von Eis unwahrscheinlich ist.
Nach Berechnungen, die auf den gesammelten Daten basieren, wird angenommen, dass der Satellit eine kleine hat Ader Eisen oder mit Schwefel vermischtes Eisen.
Es folgt ein felsiger Mantel tief und teilweise geschmolzen und eine dünne, felsige Kruste.
Die Oberfläche zeigt die Farben einer schlecht gemachten Pizza: Rot, Hellgelb, Braun und Orange.
Es wurde ursprünglich gedacht, dass Kortex Es war Schwefel, aber Infrarotmessungen zeigen, dass Vulkane bei 1500 ° C Lava ausbrechen, was darauf hinweist, dass es nicht nur aus Schwefel besteht (der bei 550 ° C siedet), sondern auch geschmolzenes Gestein.
Ein weiterer Beweis für das Vorhandensein von Felsen ist die Existenz einiger Berge mit Höhen, die den Mount Everest duplizieren. Schwefel allein hätte nicht die Kraft, diese Formationen zu erklären..
Die interne Struktur von Io gemäß den theoretischen Modellen ist in der folgenden Abbildung zusammengefasst:
Die geologische Aktivität eines Planeten oder Satelliten wird durch die Wärme in ihm angetrieben. Und das beste Beispiel ist Io, der innerste der größten Jupiter-Satelliten..
Die enorme Masse seines Wirtsplaneten ist ein großer Anziehungspunkt für Meteoriten, wie der, an den man sich 1994 bei Shoemaker-Levy 9 erinnerte. Io zeigt jedoch keine Einschlagkrater und der Grund dafür ist, dass die intensive vulkanische Aktivität sie auslöscht.
Io hat mehr als 150 aktive Vulkane, die genug Asche ausspucken, um die Einschlagkrater zu begraben. Der Vulkanismus von Io ist viel intensiver als der der Erde und der größte im gesamten Sonnensystem.
Was die Ausbrüche der Vulkane von Io verstärkt, ist der im Magma gelöste Schwefel, der, wenn er seinen Druck abgibt, das Magma antreibt und Asche und Gas bis zu 500 m hoch wirft.
Die Asche kehrt an die Oberfläche des Satelliten zurück und erzeugt Trümmerschichten um die Vulkane..
Auf der Oberfläche von Io werden aufgrund von gefrorenem Schwefeldioxid weißliche Bereiche beobachtet. In den Spalten der Verwerfungen fließt die geschmolzene Lava und explodiert nach oben.
Da Io etwas größer ist als der Mond, der kalt und geologisch tot ist, fragt man sich, woher die Energie dieses kleinen Jupiter-Satelliten kommt..
Es kann nicht die verbleibende Formationswärme sein, da Io nicht groß genug ist, um sie zurückzuhalten. Es ist auch nicht der radioaktive Zerfall seines Inneren, da die von seinen Vulkanen abgegebene Energie die Strahlungswärme, die ein Körper dieser Größe ausstrahlt, leicht verdreifacht..
Ios Energiequelle ist Gezeitenkraft, aufgrund der immensen Schwerkraft des Jupiter und aufgrund seiner Nähe zu ihm.
Diese Kraft ist so groß, dass die Oberfläche des Satelliten 100 m ansteigt und abfällt. Die Reibung zwischen den Felsen erzeugt diese enorme Wärme, die sicherlich viel größer ist als die der terrestrischen Gezeitenkräfte, die die feste Oberfläche der Kontinente kaum um einige Zentimeter bewegen..
Die enorme Reibung, die durch die gigantische Gezeitenkraft auf Io verursacht wird, bewirkt, dass genügend Wärme erzeugt wird, um die tiefen Schichten zu schmelzen. Schwefeldioxid verdampft und erzeugt genug Druck, damit das von Vulkanen ausgespuckte Magma abkühlen und die Oberfläche bedecken kann..
Der Gezeiteneffekt nimmt mit dem Würfel der Entfernung zum Anziehungspunkt ab, sodass dieser Effekt bei Satelliten weiter vom Jupiter entfernt weniger wichtig ist, wo die Geologie von Meteoriteneinschlägen dominiert wird..
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