Cele mai importante descoperiri astronomice din istoria explorării spațiului sunt asociate cu numele de Galileo Galilei. Datorită acestui talentat și persistent italian, în 1610 lumea a aflat pentru prima dată despre existența a patru luni ale lui Jupiter. Inițial, aceste obiecte cerești au primit un nume colectiv - sateliți galileeni. Ulterior, fiecare dintre ei a primit propriul nume: Io, Europa, Ganymede și Callisto. Fiecare dintre cei mai mari patru sateliți ai lui Jupiter este interesant în felul său, dar satelitul lui Io este cel care iese în evidență printre ceilalți sateliți galileeni. Acest corp ceresc este cel mai exotic și neobișnuit dintre celelalte obiecte din sistemul solar.
Ce este neobișnuit la luna Io?
Deja cu o singură observație prin telescop, satelitul Io se remarcă printre alți sateliți ai sistemului solar prin aspectul său. În loc de suprafața obișnuită gri și noroioasă, corpul ceresc are un disc galben strălucitor. Timp de 400 de ani, omul nu a putut găsi motivul unei colorări atât de neobișnuite a suprafeței satelitului jupiterian. Abia la sfârșitul secolului al XX-lea, datorită zborurilor sondelor spațiale automate către gigantul Jupiter, s-au putut obține informații despre sateliții galileeni. După cum sa dovedit, Io este poate cel mai activ vulcanic obiect din sistemul solar din punct de vedere geologic. Acest lucru a fost confirmat de numărul imens de vulcani activi găsiți pe luna lui Jupiter. Până în prezent, aproximativ 400 dintre ele au fost identificate, iar aceasta se află pe o zonă care este de 12 ori mai mică decât suprafața planetei noastre.
Suprafața lunii Io este de 41,9 metri pătrați. kilometri. Pământul are o suprafață de 510 milioane km, iar astăzi există 522 de vulcani activi pe suprafața lui.
În mărime, mulți dintre vulcanii din Io depășesc dimensiunea vulcanilor terești. În ceea ce privește intensitatea erupțiilor, durata și puterea acestora, activitatea vulcanică de pe satelitul lui Jupiter depășește indicatorii terestre similari.
Unii vulcani ai acestui satelit emit o cantitate imensă de gaze otrăvitoare la o înălțime de 300-500 km. În același timp, însăși suprafața celui mai neobișnuit satelit al sistemului solar, Io, este o câmpie vastă, în centrul căreia se află un imens lanț de munți, despărțit de uriașe fluxuri de lavă. Înălțimea medie a formațiunilor montane de pe Io este de 6-6,5 km, dar există și vârfuri muntoase de peste 10 km înălțime. De exemplu, Muntele South Boosavla are o înălțime de 17-18 km și este cel mai înalt vârf din sistemul solar.
Aproape întreaga suprafață a satelitului este rezultatul secolelor de erupții. Conform studiilor instrumentale efectuate la bordul sondelor spațiale Voyager 1, Voyager 2 și a altor nave spațiale, principalul material de suprafață al satelitului Io este sulful înghețat, dioxidul de sulf și cenușa vulcanică. De ce există atât de multe zone multicolore pe suprafața satelitului? Acest lucru se explică prin faptul că vulcanismul activ formează în mod constant un contrast caracteristic în culoarea suprafeței lunii Io. Obiectul se poate schimba de la galben strălucitor la alb sau negru pentru o perioadă scurtă de timp. Produsele erupțiilor vulcanice formează o atmosferă subțire și eterogenă a satelitului.
O astfel de activitate vulcanică este cauzată de particularitățile structurii corpului ceresc, care este supus în mod constant acțiunii mareelor câmpului gravitațional al planetei mamă și influenței altor sateliți mari ai lui Jupiter, Europa și Ganymede. Ca urmare a influenței gravitației cosmice în intestinele satelitului, apare frecarea între crustă și straturile interioare, care generează încălzirea naturală a materiei.
Pentru astronomii și geologii implicați în studiul structurii obiectelor din sistemul solar, Io este un teren de testare real și activ, unde astăzi există procese caracteristice perioadei timpurii de formare a planetei noastre. Oamenii de știință din multe domenii ale științei de astăzi studiază cu atenție geologia acestui corp ceresc, făcând din satelitul unic al lui Jupiter Io obiectul unei atenții deosebite.
Cel mai activ din punct de vedere geologic corp ceresc din sistemul solar are un diametru de 3630 km. Dimensiunea lui Io nu este atât de mare, în comparație cu alți sateliți ai sistemului solar. În ceea ce privește parametrii, satelitul ocupă un modest loc al patrulea, trecând peste uriașul Ganymede, Titan și Callisto. Diametrul lui Io este de numai 166 km. depășește diametrul Lunii - satelitul Pământului (3474 km).
Satelitul este cel mai aproape de planeta mamă. Distanța de la Io la Jupiter este de doar 420 de mii de km. Orbita are o formă aproape regulată, diferența dintre periheliu și apoheliu este de doar 3400 km. Obiectul se grăbește pe o orbită circulară în jurul lui Jupiter cu o viteză extraordinară de 17 km/s, făcând o revoluție completă în jurul lui în 42 de ore Pământului. Orbita este sincronizată cu perioada de rotație a lui Jupiter, așa că Io este întotdeauna îndreptat către el de aceeași emisferă.
Principalii parametri astrofizici ai corpului ceresc sunt următorii:
- masa lui Io este de 8,93x1022 kg, care este de 1,2 ori masa Lunii;
- densitatea satelitului este de 3,52 g/cm3;
- magnitudinea accelerației de cădere liberă pe suprafața lui Io este de 1,79 m/s2.
Prin observarea poziției lui Io pe cerul nopții, este ușor de determinat rapiditatea mișcării sale. Corpul ceresc își schimbă constant poziția față de discul planetar al planetei părinte. În ciuda câmpului gravitațional destul de impresionant al Lunii, Io nu este capabil să susțină o atmosferă constant densă și uniformă. O înveliș gazos subțire în jurul lunii lui Jupiter este practic un vid spațial, nu împiedică ejectarea produselor de erupție în spațiul cosmic. Aceasta explică înălțimea uriașă a coloanelor de erupții vulcanice care au loc pe Io. În absența unei atmosfere normale, pe suprafața satelitului predomină temperaturi scăzute, până la -183 ° C. Cu toate acestea, această temperatură nu este uniformă pentru întreaga suprafață a satelitului. Imaginile în infraroșu luate de la sonda spațială Galileo au arătat neomogenitatea stratului de temperatură de pe suprafața lui Io.
Zona principală a corpului ceresc este dominată de temperaturi scăzute. Pe harta temperaturii, astfel de zone sunt colorate în albastru. Cu toate acestea, în mai multe locuri de pe suprafața satelitului există pete portocalii și roșii strălucitoare. Acestea sunt zone cu cea mai mare activitate vulcanică, unde erupțiile sunt vizibile și clar vizibile pe fotografiile obișnuite. Vulcanul Pele și fluxul de lavă Loque sunt cele mai fierbinți zone de pe suprafața lunii Io. Temperatura în aceste zone variază între 100-130° sub zero pe scara Celsius. Punctele roșii mici de pe harta temperaturii sunt craterele vulcanilor activi și fracturile din crustă. Aici temperatura ajunge la 1200-1300 de grade Celsius.
structura satelitului
Incapabili să aterizeze la suprafață, oamenii de știință lucrează în mod activ la modelarea structurii lunii joviane. Probabil, satelitul este format din roci de silicat diluate cu fier, ceea ce este caracteristic structurii planetelor terestre. Acest lucru este confirmat de densitatea mare a Io, care este mai mare decât cea a vecinilor săi - Ganymede, Callisto și Europa.
Modelul actual, bazat pe datele obținute de sondele spațiale, este următorul:
- în centrul satelitului se află un miez de fier (sulfură de fier), care reprezintă 20% din masa lui Io;
- mantaua, formata din minerale de natura asteroizilor, este in stare semi-lichida;
- strat lichid subteran de magmă grosime de 50 km;
- litosfera satelitului este formată din compuși de sulf și bazalt, atingând o grosime de 12-40 km.
Evaluând datele obținute în timpul simulării, oamenii de știință au ajuns la concluzia că miezul satelitului Io ar trebui să aibă o stare semi-lichidă. Dacă conține compuși ai sulfului împreună cu fier, diametrul său poate ajunge la 550-1000 km. Dacă este o substanță complet metalizată, dimensiunea miezului poate varia între 350-600 km.
Având în vedere faptul că în timpul studiilor satelitului nu a fost detectat niciun câmp magnetic, nu există procese de convecție în miezul satelitului. Pe acest fond, apare o întrebare firească, care sunt adevăratele motive pentru o activitate vulcanică atât de intensă, de unde își trag energia vulcanii din Io?
Dimensiunea mică a satelitului nu ne permite să spunem că încălzirea intestinelor unui corp ceresc se realizează datorită reacției de descompunere radioactivă. Principala sursă de energie din interiorul satelitului este efectul de maree al vecinilor săi spațiali. Sub influența gravitației lui Jupiter și a sateliților vecini, Io oscilează, mișcându-se de-a lungul propriei orbite. Satelitul pare să se balanseze, experimentând o puternică librare (legănare uniformă) în timpul mișcării. Aceste procese duc la curbura suprafeței unui corp ceresc, determinând încălzirea termodinamică a litosferei. Acest lucru poate fi comparat cu îndoirea unui fir metalic, care este foarte fierbinte la îndoire. În cazul lui Io, toate procesele de mai sus au loc în stratul de suprafață al mantalei la limita cu litosfera.
Satelitul este acoperit deasupra cu depozite - rezultate ale activității vulcanice. Grosimea lor variază în intervalul 5-25 km în locurile de localizare principală. În culoarea lor, acestea sunt pete întunecate, care contrastează puternic cu suprafața galben strălucitor a satelitului, cauzate de revărsări de magmă de silicat. În ciuda numărului mare de vulcani activi, suprafața totală a calderelor vulcanice de pe Io nu depășește 2% din suprafața lunii. Adâncimea craterelor vulcanice este nesemnificativă și nu depășește 50-150 de metri. Relieful de pe cea mai mare parte a corpului ceresc este plat. Doar în unele zone există lanțuri muntoase masive, de exemplu, complexul vulcanului Pele. Pe lângă această formațiune vulcanică, pe Io au fost identificate masivul vulcanului Patera Ra, lanțuri muntoase și masive de diferite lungimi. Majoritatea au nume în consonanță cu toponimele terestre.
Vulcanii satelitului Io și atmosfera sa
Cele mai curioase obiecte de pe luna lui Io sunt vulcanii săi. Dimensiunile zonelor cu activitate vulcanică crescută variază de la 75 la 300 km. Chiar și primul Voyager în timpul zborului său a înregistrat procesul de erupție a opt vulcani simultan pe Io. Câteva luni mai târziu, imaginile realizate de sonda Voyager în 1979 au confirmat informația că erupțiile au continuat în aceste puncte. La locul unde se află cel mai mare vulcan Pele s-a înregistrat cea mai mare temperatură de la suprafață, +600 de grade Kelvin.
Studiile ulterioare ale informațiilor din sondele spațiale au permis astrofizicienilor și geologilor să împartă toți vulcanii din Io în următoarele tipuri:
- cei mai numeroși vulcani, care au o temperatură de 300-400 K. Viteza de emisie a gazelor este de 500 m/s, iar înălțimea coloanei de emisie nu depășește 100 km;
- al doilea tip include cei mai fierbinți și mai puternici vulcani. Aici putem vorbi despre temperaturi de 1000K în caldera vulcanului însuși. Acest tip se caracterizează printr-o viteză mare de ejecție - 1,5 km / s, o înălțime gigantică a penei de gaz - 300-500 km.
Vulcanul Pele aparține celui de-al doilea tip, având o calderă cu diametrul de 1000 km. Depozitele rezultate în urma erupțiilor acestui gigant ocupă o suprafață imensă - un milion de kilometri. Nu mai puțin interesant este un alt obiect vulcanic - Patera Ra. Din orbită, această zonă a suprafeței satelitului seamănă cu un cefalopod marin. Fluxurile de lavă serpentine care se extind de la locul erupției s-au întins pe 200-250 km. Radiometrele termice ale navelor spațiale nu ne permit să determinăm cu exactitate natura acestor fluxuri, așa cum este cazul obiectului geologic Loki. Diametrul său este de 250 km și, după toate probabilitățile, este un lac plin cu sulf topit.
Intensitatea mare a erupțiilor și scara uriașă a cataclismelor nu numai că schimbă în mod constant relieful satelitului și peisajul de pe suprafața acestuia, dar formează și o înveliș gazos - un fel de atmosferă.
Componenta principală a atmosferei lunare a lui Jupiter este dioxidul de sulf. În natură, este un gaz dioxid de sulf care nu are culoare, dar are un miros înțepător. Ca supliment, împreună cu dioxidul de sulf, în stratul gazos al Io s-au găsit monoxid de sulf, clorură de sodiu, sulf și atomi de oxigen.
Dioxidul de sulf de pe Pământ este un aditiv alimentar comun care este utilizat în mod activ în industria alimentară ca conservant E220.
Atmosfera subțire a lunii Io este neuniformă în densitate și grosime. Presiunea atmosferică a satelitului este, de asemenea, caracterizată de aceeași variabilitate. Valoarea maximă a presiunii atmosferice a lui Io este de 3 nbar și se observă în regiunea ecuatorială de pe emisfera îndreptată spre Jupiter. Valorile minime ale presiunii atmosferice au fost găsite pe partea de noapte a satelitului.
Sultanii gazelor fierbinți nu sunt singurul semn distinctiv al lunii lui Jupiter. Chiar și în prezența unei atmosfere foarte rarefiate, aurorele pot fi observate în regiunea ecuatorială deasupra suprafeței unui corp ceresc. Aceste fenomene atmosferice sunt asociate cu efectul radiațiilor cosmice asupra particulelor încărcate care intră în atmosfera superioară în timpul erupțiilor vulcanice din Io.
Cercetare prin satelit Io
Un studiu detaliat al planetelor giganților gazosi și al sistemelor acestora a început în 1973-74 cu misiunile sondelor spațiale automate Pioneer-10 și Pioneer-11. Aceste expediții au oferit oamenilor de știință primele imagini ale satelitului Io, pe baza cărora au fost deja făcute calcule mai precise ale dimensiunii corpului ceresc și ale parametrilor astrofizici ai acestuia. În urma Pionierilor, două sonde spațiale americane, Voyager 1 și Voyager 2, au pornit spre Jupiter. Al doilea aparat a reusit sa se apropie cat mai mult de Io la o distanta de 20 de mii de km si sa faca poze mai bune la distanta mica. Datorită muncii Voyagers, astronomii și astrofizicienii au primit informații despre prezența activității vulcanice active pe acest satelit.
Misiunea primelor sonde spațiale de a explora spațiul cosmic din jurul lui Jupiter a fost continuată de sonda spațială Galileo a NASA, lansată în 1989. După 6 ani, nava a ajuns la Jupiter, devenind satelitul său artificial. În paralel cu studiul planetei gigantice, sonda automată Galileo a reușit să transmită date de pe suprafața lunii Io către Pământ. În timpul zborurilor orbitale, informații prețioase despre structura satelitului și date despre structura sa internă au fost primite de la sonda spațială către laboratoarele pământului.
După o scurtă pauză în 2000, ștafeta studiului celui mai unic satelit din sistemul solar a fost interceptată de sonda spațială a NASA și ESA Cassini-Huygens. Aparatul a fost angajat în studiul și examinarea lui Io în timpul lungi sale călătorii către Titan, satelitul lui Saturn. Cele mai recente date despre satelit au fost obținute cu ajutorul sondei spațiale de ultimă generație New Horizons, care a zburat lângă Io în februarie 2007 în drum spre centura Kuiper. Un nou lot de imagini a fost prezentat oamenilor de știință de către observatoarele de la sol și telescopul spațial Hubble.
Nava spațială Juno a NASA orbitează în prezent în jurul lui Jupiter. Pe lângă studierea lui Jupiter, spectrometrul său în infraroșu continuă să studieze activitatea vulcanică a lunii Io. Datele transmise pe Pământ le permit oamenilor de știință să monitorizeze vulcanii activi de pe suprafața acestui cel mai interesant corp ceresc.
Dacă aveți întrebări - lăsați-le în comentariile de sub articol. Noi sau vizitatorii noștri vom fi bucuroși să le răspundem.
Io este probabil cea mai faimoasă dintre toate lunile lui Jupiter. Este cel mai apropiat satelit de suprafața planetei. Diferența dintre Io și alți sateliți este activitatea vulcanică violentă de pe suprafața satelitului. deținătorul recordului pentru activitatea vulcanică din sistemul solar, mai mult de o duzină de vulcani pot erupe simultan pe suprafața sa. În timpul observației de către nave spațiale, mulți vulcani își încetează activitatea vulcanică, în timp ce alții, dimpotrivă, încep să erupă intens.
Istoria descoperirii satelitului Io.
Satelitul Io a fost descoperit în 1610 de către faimosul astronom Galileo Galilei. Este interesant că Galileo a descoperit acest satelit cu ajutorul unui telescop proiectat de el, care putea observa corpuri cosmice atât de mici și îndepărtate.
Simon Marius a susținut și faptul că acesta a descoperit satelitul, în timpul observațiilor sateliților lui Jupiter cu un an înainte de descoperirea sa oficială în 1909, dar Simon nu a reușit să publice date despre descoperirea sa la timp.
Numele acestui satelit „Io” a fost propus de nimeni altul decât Simon Marius, dar acest nume nu a fost folosit multă vreme. Galileo a numit cei patru sateliți ai lui Jupiter descoperiți de el prin numere de serie, iar Io a primit primul său număr binemeritat. Dar acest lucru nu a fost foarte convenabil, iar mai târziu primul satelit al lui Saturn a început să se numească Io.
Datorită activității sale vulcanice mari, suprafața lui Io este în continuă schimbare. Reliefurile satelitului se schimbă foarte mult în fiecare an. Io datorează astfel de activitate vulcanică planetei Jupiter. Gravitația acestui gigant este pur și simplu incredibilă, iar planeta forțează magma din interiorul satelitului să se miște constant și să erupă pe suprafața Io. Datorită gravitației enorme a lui Jupiter, vulcanii din Io ejectează magmă până la 300 km distanță. de la suprafata cu viteza de 1 km./sec.
Io este spre deosebire de celelalte luni ale giganților gazosi, care conțin în cea mai mare parte gheață și amoniac. Io arată mai mult ca o planetă terestră conţinând minerale şi roci la suprafaţă. Io are un miez de fier lichid, care creează propriul câmp magnetic pentru satelit. Raza satelitului nu depășește 1000 de kilometri. Pe suprafața satelitului, pe lângă vulcanii în erupție, există și formațiuni muntoase inactive, râuri lungi de magmă topită și lacuri de sulf lichid.
Planeta Jupiter are un număr destul de mare de sateliți - are 67 dintre ei, dintre care cei mai mari sunt Io, Europa, Ganymede și Callisto. În plus, Jupiter are așa-numitele inele, cu care planeta este înconjurată într-o direcție perpendiculară pe ecuator, la o distanță de 55 mii km de atmosferă. Diametrul inelelor este de 250 mii km.
Dacă existența inelelor lui Saturn este cunoscută încă din 1655, atunci inelele lui Jupiter au fost descoperite în martie 1979 în timpul studiului planetei de către navele spațiale Voyager 1 și apoi Voyager 2. Au fost găsite în pozele făcute de la aceste aparate. Inelele lui Jupiter sunt subțiri și se află la o distanță de 55.000 km de norii superiori deasupra suprafeței planetei. Inelele constau în principal din gheață și mici obiecte stâncoase. Inelele lui Jupiter sunt aproape invizibile din cauza reflexiei extrem de mici a luminii solare. Sistemul de inele este format din 3 componente: prima este un inel strălucitor și rotund, apoi subțierea la margini este a doua componentă și a treia componentă este un halou larg care înconjoară deasupra și sub planul celorlalte două inele.
Jupiter, mai mult decât orice altă planetă din sistemul solar, are 67 de luni descoperite, unele rămân în discuție sau considerate pierdute, cum ar fi S/2000 J 11 descoperit în 2011, dar pierdute din vedere. cei mai mari sateliți au fost descoperiți în 1610 de Galileo Galilei, aceștia sunt Io, Ganymede, Europa și Callisto. Iată câteva dintre caracteristicile lor:
Lunii majore ale lui Jupiter
Satelitul Io (raza 1815 km.) Se caracterizează prin cea mai apropiată locație de Jupiter, acesta fiind situat la o distanță de 422 mii km. Perioada de circulație a acestuia este de 42,5 ore - ca durată este mai mică de o lună lunară. Satelitul din Io are un peisaj muntos de o frumusețe extraordinară, în care vulcanii răzvrătesc, aruncând șiroaie de lavă încinsă. Una dintre aceste erupții a fost înregistrată de aparatul Galileo, care a studiat satelitul.
Ganimede este cea mai mare lună dintre toate planetele din sistemul solar - 2631 km în rază. Diametrul său este poate mai mic decât diametrul satelitului Titan la Saturn și Triton la Neptun. Suprafața lui Ganymede este acoperită cu gheață de peste 100 de kilometri grosime. Oamenii de știință sugerează prezența apei cu noroi sub un strat gros de gheață.
Europa este cel mai tânăr satelit al lui Jupiter - are doar 100 de milioane de ani, iar raza sa este de 1569 km. În exterior, în imaginile luate de la aparatul interplanetar Galileo, satelitul arată ca o minge de biliard, este acoperit cu un strat gros de gheață, iar defecte și fisuri asemănătoare aisbergului permit oamenilor de știință să presupună că sub acvatic există un ocean subacvatic misterios. gheaţă.
Și în sfârșit, Callisto, care se află la cea mai îndepărtată distanță de Jupiter - 1,88 milioane km. și are o rază de 2,4 mii km. Acesta este cel mai vechi al sistemului solar, deoarece numeroasele sale cratere, precum și peisajul de suprafață neschimbat din ultimii miliarde de ani, indică faptul că acesta este cel mai vechi obiect din întregul sistem solar.
Structură și suprafață
În ceea ce privește structura și suprafața sateliților, se cunosc următoarele:
- Satelitul Io, sau mai degrabă suprafața sa, este stricat cu fluxuri extinse de emisii vulcanice și, de asemenea, se încălzește destul de puternic în timpul erupțiilor vulcanice.
- Europa este acoperită cu un strat de gheață, care în unele locuri are așchii serioase, în care pot fi observate blocuri individuale de gheață. Acest fapt sugerează că sub gheață există un ocean lichid cu o temperatură relativ mai ridicată.
- Satelitul Ganymede este foarte asemănător cu Luna, iar pe suprafața sa puteți observa o rețea de linii intersectate de formă neregulată. Pe suprafața sa există multe cratere înconjurate de teren neted.
- Callisto, ca și luna Europa, este acoperit cu un strat de gheață, precum și multe cratere și anomalii în formă de inel.
Fapte interesante și studiul sateliților planetei
- Satelitul Ganymede are un diametru semnificativ, care depășește diametrul lui Mercur.
- Oamenii de știință au confirmat faptul că sub suprafața Europei există un ocean global, iar față de un alt satelit, Io, se știe că cei mai puternici vulcani operează pe suprafața sa, iar lava lor este o masă sulfuroasă de bazalt.
- Callisto este considerat cel mai craterat corp, însă, întrucât suprafața sa este destul de veche, de aproximativ 4 miliarde de ani, activitatea sa, din punct de vedere geologic, este extrem de scăzută.
Orbită = 422.000 km de Jupiter
Diametru = 3630 km
Greutate = 8,93*1022 kg
Io este a treia lună ca mărime și cea mai apropiată a lui Jupiter. Io este puțin mai mare decât Luna - satelitul Pământului. Io a fost primul iubit al lui Zeus (Jupiter), pe care l-a transformat într-o vacă pentru a încerca să se ascundă de o Hera geloasă. Io a fost descoperit de Galileo și Marius în 1610.
Spre deosebire de majoritatea sateliților din sistemul solar exterior, Io și Europa sunt similare ca compoziție cu planetele terestre, în principal în prezența rocilor de silicat. Cele mai recente date de la satelitul Galileo arată că Io are un miez de fier (poate un amestec de fier și sulfură de fier) cu o rază de cel puțin 900 km.
Suprafața lui Io este radical diferită de suprafața oricărui alt corp din sistemul solar. Aceasta a fost o descoperire complet neașteptată făcută de oamenii de știință care foloseau sonda spațială Voyager. Ei se așteptau să vadă o suprafață acoperită cu cratere, ca pe alte corpuri de suprafață solidă, și să estimeze vârsta suprafeței lui Io din ele. Dar foarte puține cratere au fost găsite pe Io, prin urmare suprafața sa este foarte tânără.
În loc de cratere, Voyager 1 a găsit sute de vulcani. Unii dintre ei sunt activi! Fotografii ale erupțiilor cu penari de 300 km înălțime au fost transmise pe Pământ de Voyager și Galileo. Aceasta a fost prima dovadă reală că nucleele altor corpuri terestre sunt, de asemenea, fierbinți și active. Materialul care erupe din vulcanii din Io este o formă de sulf sau dioxid de sulf. Erupțiile vulcanice se schimbă rapid. În doar patru luni dintre Voyager 1 și Voyager 2, unii dintre vulcani au încetat să mai funcționeze, în timp ce alții au apărut.
Imagini recente de la telescopul în infraroșu NASA de la Mauna Kea din Hawaii arată o nouă erupție foarte mare. Imaginile lui Galileo arată, de asemenea, multe schimbări de la zborul lui Voyager. Aceste observații confirmă că suprafața lui Io este într-adevăr foarte activă.
Peisajele lui Io sunt surprinzător de diverse: gropi de până la câțiva kilometri adâncime, lacuri de sulf topit (dreapta jos), munți care nu sunt vulcani, fluxuri de lichid vâscos (un fel de sulf?) care se întind pe sute de kilometri și vulcani. gurile de aerisire. Sulful și amestecurile care conțin sulf dau o gamă largă de culori care sunt observate în imaginile din Io.
Analiza imaginilor realizate de Voyager a condus oamenii de știință la presupunerea că fluxurile de lavă de pe suprafața Io constau în principal din sulf topit cu diverse impurități. Cu toate acestea, studiile consecvente în infraroșu la sol indică faptul că sunt prea fierbinți pentru a fi sulf lichid. O idee despre aceasta este că lava de pe Io este rocă de silicat topită. Observații recente indică faptul că această substanță poate conține sodiu.
Unele dintre cele mai fierbinți puncte de pe Io ating temperaturi de 1500 K, deși temperatura medie este mult mai scăzută, în jur de 130 K.
Energia pentru toată această activitate Io o primește probabil din interacțiunile mareelor cu Europa, Ganimede și Jupiter. Deși Io, ca și Luna, se întoarce întotdeauna de aceeași parte către Jupiter, influența Europei și a lui Ganymede provoacă în continuare ușoare fluctuații. Aceste vibrații întind și îndoaie suprafața lui Io cu până la 100 de metri și generează căldură, determinând încălzirea suprafeței.
Io traversează liniile câmpului magnetic al lui Jupiter, generând un curent electric. Deși mic în comparație cu încălzirea prin maree, acest curent poate transporta mai mult de 1 trilion de wați. Datele recente de la Galileo indică faptul că Io ar putea avea propriul câmp magnetic, precum Ganimede. Io are o atmosferă foarte subțire, constând din dioxid de sulf și, eventual, alte gaze. Spre deosebire de alte luni ale lui Jupiter, Io are foarte puțină sau deloc apă.
Vulcanii de pe Io sunt foarte fierbinți și conțin ingrediente necunoscute, potrivit celor mai recente date de la sonda spațială Galileo. Un spectrometru în infraroșu apropiat montat pe Galileo a detectat temperaturi extrem de ridicate în interiorul vulcanilor. S-au dovedit a fi mult mai mari decât se credea anterior. Spectrometrul este capabil să detecteze căldura unui vulcan și să indice locația diferitelor materiale pe suprafața lui Io.
În interiorul vulcanului Pele, numit după zeița mitologică polineziană a focului, temperatura este mult mai mare decât temperatura din interiorul oricăruia dintre vulcanii de pe Pământ - este de aproximativ 1500 ° C. Este posibil ca vulcanii de pe Pământ să fi fost la fel de fierbinți de miliarde de cu ani în urmă. Acum oamenii de știință sunt interesați de următoarea întrebare: toți vulcanii de pe Io erup o astfel de lavă fierbinte sau majoritatea vulcanilor sunt ca vulcanii bazaltici de pe Pământ, care ejectează lavă cu temperaturi mai scăzute - aproximativ 1200 ° C?
Chiar înainte ca Galileo să zboare aproape de Io la sfârșitul anului 1999 și începutul anului 2000, se știa că Io avea doi vulcani mari, foarte fierbinți. Acum, Galileo a descoperit că există mai multe regiuni cu temperaturi ridicate pe Io decât au indicat observațiile de la distanță. Acest lucru însemna că ar putea exista vulcani mult mai mici pe Io cu lavă foarte fierbinte.
Unul dintre cei mai activi vulcani de pe Io este Prometeu. Emisiile sale de gaze și praf au fost înregistrate anterior de sonda spațială Voyager și acum de Galileo. Vulcanul este înconjurat de un inel de dioxid de sulf strălucitor.
După cum sa menționat deja, spectrometrul instalat la bordul Galileo poate recunoaște diferite substanțe determinând capacitatea acestora de a absorbi sau de a reflecta lumina. În acest fel, a fost descoperit material necunoscut până acum. Potrivit oamenilor de știință, ar putea fi un mineral care conține fier, cum ar fi pirita, prezent în lava cu silicați. Dar studiile ulterioare au arătat că, cel mai probabil, această substanță nu se ridică la suprafață cu lavă, ci mai degrabă este aruncată de torțe vulcanice. Este posibil ca identificarea acestui compus misterios să necesite experimente în laborator folosind date de observație a navelor spațiale.
Io are un miez solid de metal înconjurat de o manta stâncoasă, similară cu cea a Pământului. Dar sub influența gravitației Lunii, forma Pământului este ușor distorsionată. Dar forma lui Io sub influența lui Jupiter este mult mai distorsionată. De fapt, Io este permanent oval datorită rotației lui Jupiter și influenței mareelor. Sonda spațială Galileo a măsurat gravitația polară a lui Io în timp ce a înconjurat-o în mai 1999. Cu un câmp gravitațional cunoscut, se poate determina structura internă a lui Io. Relația dintre gravitația polară și ecuatorială arată că Io are un nucleu metalic mare, mai ales fier. Miezul metalic al Pământului generează un câmp magnetic. Nu se știe încă dacă miezul metalic al lui Io își generează propriul miez magnetic.
Părți din materialul despre sateliți, erau doar trei dintre ei - Luna lângă Pământ și doi sateliți ai lui Marte. Astăzi vorbim despre sateliții unei singure planete, dar numărul de sateliți de pe planetă este pur și simplu incredibil.
Jupiter ocupă un loc special în sistemul solar, deoarece este de aproape două ori și jumătate mai mare decât toate planetele la un loc. Jupiter este atât de masiv încât centrul lor comun de masă cu Soarele se află deasupra suprafeței Soarelui.
Centrul comun de masă al lui Jupiter cu Soarele este indicat printr-un punct
Jupiter are o radiație foarte puternică, în sistemul solar nivelul este mai ridicat doar la soare. În comparație cu alte planete, un număr mare de sateliți se învârt în jurul ei.
Până la sfârșitul anilor 1970, erau cunoscuți treisprezece sateliți din observațiile de la sol ale sistemului Jupiter. În 1979, în timp ce zbura pe lângă Jupiter, sonda spațială Voyager 1 a descoperit încă trei sateliți. Ulterior, cu ajutorul telescoapelor terestre de o nouă generație, au fost descoperiți alți 51 de sateliți ai lui Jupiter.
Marea majoritate a sateliților au un diametru de 2-4 kilometri. Oamenii de știință sugerează că Jupiter are cel puțin o sută de sateliți, dar, după cum sa menționat deja, 67 au fost înregistrați până în prezent, iar 63 au fost bine studiați.
Lunii lui Jupiter sunt împărțiți în trei grupe: galileene, interioare și exterioare. Să începem cu Galileanul.
sateliți galileeni
Cei mai mari patru sateliți - Io, Europa, Ganymede și Callisto au fost descoperiți de Galileo Galilei în 1610 și, prin urmare, sunt numiți acum „galileeni”. Aceste luni s-au format din gazul și praful care l-au înconjurat pe Jupiter după ce s-a format.
lunile galileene ale lui Jupiter. De la stânga la dreapta, în ordinea distanței față de Jupiter: Io, Europa, Ganimede, Calisto
Comparație de mărimi. Rândul de sus, de la stânga la dreapta, în ordinea distanței față de Jupiter: Io, Europa, Ganimede, Calisto. Sub Pământ și Lună
Și despre
Io este a cincea lună a lui Jupiter și este cel mai vulcanic corp activ din sistemul solar. Vârsta sa este de patru miliarde și jumătate de ani; cam de aceeași vârstă cu Jupiter. Satelitul este întotdeauna îndreptat către planeta sa pe o parte. Distanța de la suprafața lui Jupiter până la Io este de 350.000 de kilometri. Diametrul său este de 3642 de kilometri - puțin mai mare decât cel al Lunii (3474 de kilometri). Este al patrulea satelit ca mărime din sistemul solar.
Activitatea vulcanică pe sateliți este un fenomen extrem de rar în sistemul solar și Io în sistemul nostru este favoritul fără îndoială în acest indicator. Este unul dintre cele patru corpuri cosmice cunoscute în prezent ale sistemului solar, pe care au loc procese de activitate vulcanică. Pe lângă el: Pământul, Triton (satelitul lui Neptun) și Enceladus (satelitul lui Saturn). Venus (regiunea Beta) este, de asemenea, „suspectată” de vulcanism, dar până acum nu au fost observați vulcani activi pe ea.
Erupțiile de pe Io sunt gigantice și pot fi văzute clar din spațiu. Vulcanii varsă sulf la o înălțime de trei sute de kilometri. Pe suprafața satelitului, multe fluxuri de lavă și peste o sută de caldere sunt clar vizibile, dar nu există cratere de impact; întreaga suprafață este acoperită cu gri în diverse forme colorate. Atmosfera lunii Io conține în principal dioxid de sulf, acest lucru se datorează activității vulcanice ridicate.
Animație a unei erupții în paterul Tvashtar, compilată din cinci imagini realizate de sonda spațială New Horizons în 2007
Datorită apropierii de Jupiter, forțele gravitaționale uriașe ale planetei acționează asupra satelitului, ceea ce provoacă forțe de maree care creează frecări uriașe în interiorul satelitului, astfel încât atât intestinele lui Io, cât și suprafața acestuia sunt încălzite. Forțele gravitaționale ale planetei trag și deformează constant satelitul. Unele părți ale satelitului sunt încălzite până la trei sute de grade Celsius; tot pe Io, au fost descoperiți doisprezece vulcani, care aruncau magma la o înălțime de până la trei sute de kilometri.
Erupția vulcanului Pele pe Io, luată de sonda spațială Voyager 2
Pe lângă Jupiter, Io este afectat de forțele de atracție ale altor sateliți - Ganimede și Europa. Satelitul Europa are influența principală, asigurând încălzirea suplimentară a acestuia. Spre deosebire de vulcanii terestre, care au un timp lung de „somn” și o perioadă relativ scurtă de erupții, vulcanii unui satelit fierbinte sunt întotdeauna activi. Magma topită care curge constant formează râuri și lacuri. Cel mai mare lac topit are douăzeci de kilometri în diametru și conține o insulă de sulf solidificat.
Mișcarea lui Io prin magnetosfera lui Jupiter generează electricitate puternică, provocând furtuni violente în atmosfera superioară a lui Jupiter. Dar nu numai Jupiter este rău din cauza interacțiunii lor - puternicele sale centuri magnetice preiau 1000 de kilograme de substanțe din Io în fiecare secundă. Acest lucru întărește și mai mult magnetosfera lui Jupiter, dublându-i efectiv dimensiunea.
Europa
Europa este a șasea lună de pe Jupiter. Suprafața sa este acoperită cu un strat de gheață, oamenii de știință cred că sub ea se află un ocean lichid. Europa are aproximativ patru miliarde și jumătate de ani - aproximativ aceeași vârstă cu Jupiter.
Deoarece suprafața satelitului este tânără (aproximativ o sută de milioane de ani), aproape că nu există cratere de meteoriți pe ea, care au apărut în număr mare cu 4,5 miliarde de ani în urmă. Oamenii de știință au găsit doar cinci cratere pe suprafața Europei, diametrul lor fiind de 10-30 de kilometri.
Distanța orbitală a Europei față de Jupiter este de 670.900 de kilometri. Satelitul este întors spre planetă tot timpul pe o parte, diametrul său este de 3100 de kilometri, prin urmare, Europa este mai mică decât Luna, dar mai mare decât Pluto. Temperatura suprafeței Europei la ecuator nu crește niciodată peste minus 160 de grade Celsius, iar la poli peste minus 220 de grade Celsius.
Două modele ale structurii Europei
Oamenii de știință speculează că un ocean există adânc sub suprafața Lunii și că forme de viață pot fi găsite în acest ocean. Ele pot exista datorită izvoarelor termale din apropierea vulcanilor subterani, la fel ca pe Pământ. Cantitatea de apă din Europa este de două ori mai mare decât pe planeta noastră.
Fluctuații în forma Europei, asociate cu mareele, forțând-o să se întindă, apoi să se rotunjească din nou
Suprafața satelitului este acoperită cu crăpături. Mulți cred că este cauzată de forțele mareelor de pe oceanul de sub suprafață. Este posibil ca apa de sub gheață să se ridice mai sus decât în mod normal pe măsură ce Luna se apropie de Jupiter. Și dacă da, atunci creșterea și scăderea constantă a nivelului apei a provocat multe dintre fisurile observate la suprafață. Mulți oameni de știință cred că oceanul de sub suprafață izbucnește uneori prin crăpături (cum ar fi lava de la un vulcan) și apoi îngheață. Aisbergurile observate pe suprafața Lunii Europei pot fi dovezi ale acestei teorii.
Europa este unul dintre cele mai netede corpuri din sistemul solar - nu există dealuri mai mari de o sută de metri pe ea. Atmosfera de pe satelit este rarefiată și constă în principal din oxigen molecular. Acesta a fost probabil rezultatul descompunerii gheții în hidrogen și oxigen sub influența radiației solare și a altor radiații dure. Hidrogenul molecular scapă rapid de pe suprafața satelitului, deoarece este destul de ușor, iar forța gravitațională a Europei este slabă.
Ganimede
Ganimede este cea mai mare lună din sistemul solar. Diametrul său este de 5268 de kilometri - este cu 2% mai mult decât cel al lui Titan (al doilea satelit ca mărime din sistemul solar) și cu 8% mai mult decât cel al lui Mercur. Dacă ar fi orbitat în jurul Soarelui în loc de Jupiter, ar fi clasificată drept planetă. Distanța de la Ganymede la suprafața lui Jupiter este de aproximativ 1.070.000 de kilometri. Este singurul satelit din sistemul solar cu propria sa magnetosferă.
Suprafața lui Ganymede este împărțită în două grupuri. Prima sunt benzi ciudate de gheață, generate de procese geologice active în urmă cu trei miliarde și jumătate de ani, care ocupă 60% din suprafață. Al doilea grup (respectiv restul de 40% din suprafață) este o crustă veche de gheață groasă acoperită cu numeroase cratere.
Posibilă structură internă a lui Ganimede
Căldura care vine din miez și din mantaua de silicați permite existența oceanului subteran. Se crede că se află la două sute de kilometri sub suprafață, spre deosebire de Europa, care are un ocean mare mai aproape de suprafață.
Atmosfera Lunii este subțire și compusă din oxigen, similar cu cea găsită în apropierea Europei. Craterele de pe Ganymede sunt aproape neerecte și foarte plate în comparație cu craterele de pe alte luni. Nu au o depresiune centrală, caracteristică craterelor de pe Lună. Acest lucru se datorează probabil mișcării lente și treptate a suprafeței de gheață moale.
Callisto
Callisto este a treia lună ca mărime din sistemul solar. Diametrul său este de 4820 km, adică aproximativ 99% din diametrul lui Mercur, iar masa sa este doar o treime din masa acestei planete. Callisto are aproximativ 4,5 miliarde de ani, aproximativ aceeași vârstă cu Ganimede, Europa, Io și Jupiter însuși. Satelitul este îndepărtat de pe planetă la o distanță de aproape 1,9 milioane de kilometri (1.882.700 km). Datorită distanței mari de planetă, se află în afara câmpului de radiație dur al gigantului gazos.
Callisto
Callisto are una dintre cele mai vechi suprafețe din sistemul solar - vârsta sa este de aproximativ patru miliarde de ani. Totul este acoperit de cratere și fiecare impact nou al unui meteorit va cădea cu siguranță într-un crater deja format. Suprafața antică a supraviețuit până în zilele noastre datorită absenței activității tectonice violente și a încălzirii suprafeței satelitului de la formarea acestuia.
Mulți oameni de știință cred că Callisto este acoperit de un strat imens de gheață, sub care se află oceanul, iar centrul Callisto conține roci și fier. Atmosfera din Callisto este rarefiată și este formată din dioxid de carbon.
Unul dintre cele mai remarcabile locuri de pe Callisto este craterul Valhalla. Craterul este alcătuit dintr-o regiune centrală strălucitoare cu diametrul de 360 km, înconjurată de creste sub formă de inele concentrice cu o rază de până la 1900 de kilometri: acestea se depărtează de el ca inelele dintr-o piatră aruncată în apă. În general, diametrul Valhallei este de aproximativ 3800 de kilometri. Aceasta este cea mai mare zonă formată în jurul unui crater de impact din întregul sistem solar. Craterul în sine este doar al treisprezecelea ca mărime din sistemul solar. O astfel de structură a apărut din cauza ciocnirii satelitului cu un asteroid relativ mare, de 10-20 de kilometri.
Valhalla - un bazin de impact pe luna Callisto
Deoarece Callisto se află în afara câmpului de radiații dur al lui Jupiter, este considerat obiect prioritar (după Lună și Marte) pentru construirea unei baze spațiale. Apa poate fi extrasă din gheața lunii, iar de pe suprafața acesteia, o altă lună a lui Jupiter, Europa, poate fi explorată. Un zbor către Callisto poate dura doi până la cinci ani. Se presupune că prima misiune cu echipaj uman către acest satelit va pleca nu mai devreme de 2040 și, posibil, chiar mai târziu.
Modelul structurii interne a lui Callisto. Afișat: crustă de gheață, posibil ocean de apă și miez de rocă și gheață
lunile interioare ale lui Jupiter
De ce sunt interne? Cert este că orbitele acestor sateliți sunt situate foarte aproape de Jupiter și toți se află în interiorul orbitei lui Io, satelitul galileian cel mai apropiat de planetă. Sunt doar patru: Metis, Amalthea, Adrastea și Theba.
Partea principală a Amaltheei (Jupiter în dreapta, nord în sus). Craterul Pan este vizibil pe marginea din dreapta sus, Gaia (cu pante strălucitoare) - în partea inferioară. Fotografie color a lui Voyager 1 (1979)
Amalthea, model 3D
Aceste luni, precum și un număr de mici luni interioare încă nevăzute, completează și susțin sistemul inele slab al lui Jupiter. Metis și Adrastea ajută la susținerea inelului principal al lui Jupiter, în timp ce Amalthea și Thebe își mențin propriile inele exterioare slabe.
Dintre sateliții grupului interior, Amalthea este de cel mai mare interes. Suprafața acestui satelit are o culoare roșu închis, care nu are analogi în sistemul solar. Oamenii de știință sugerează că constă în principal din gheață cu incluziuni de minerale și substanțe care conțin sulf, dar această ipoteză nu explică culoarea satelitului. Cel mai probabil, Jupiter a capturat satelitul din exterior, așa cum face în mod regulat cu cometele.
lunile exterioare ale lui Jupiter
Grupul exterior este format din sateliți mici, al căror diametru este de la unu la o sută șaptezeci de kilometri. Se deplasează de-a lungul orbitelor alungite și puternic înclinate până la ecuatorul lui Jupiter. În prezent, există 59 de sateliți din grupul exterior. Sateliții care sunt aproape de planetă se mișcă pe orbitele lor în direcția de rotație a lui Jupiter, în timp ce majoritatea sateliților îndepărtați se deplasează în direcția opusă.
Orbitele lunilor lui Jupiter
Unii sateliți mici se mișcă pe orbite aproape identice, se crede că toate acestea sunt rămășițele unor sateliți mai mari care au fost distruși de forța gravitațională a lui Jupiter. Toți sateliții externi, care au fost observați de navele spațiale care zboară, seamănă în exterior cu blocuri fără formă. Cel mai probabil, unii dintre ei au zburat liber în spațiu până când au fost capturați de câmpul gravitațional al lui Jupiter.
Inelele lui Jupiter
Pe lângă sateliți, Jupiter are un sistem de inele. Da, Jupiter are și inele. În plus, toți cei patru giganți gazosi din sistemul nostru solar le au. Dar, spre deosebire de Saturn, care are inele de gheață strălucitoare, inelele lui Jupiter au o textură ușor prăfuită. De aceea, inelele lui Saturn au fost descoperite încă din 1610 de Galileo, iar inelele slabe ale lui Jupiter abia în anii 1970, când o navă spațială a vizitat pentru prima dată sistemul Jupiter.
Imaginea lui Galileo a Inelului Principal în lumină împrăștiată înainte
Sistemul de inele al lui Jupiter este format din patru componente principale: un „halo” - un tor gros de particule, un „Inel principal” relativ luminos și foarte subțire și două inele exterioare largi și slabe cunoscute sub numele de „inele păianjen”.
„Inelul principal” și aureola sunt în mare parte praf de la Metis, Adrastea și, posibil, alte câteva luni. Aureola are formă de gogoașă și are aproximativ douăzeci până la patruzeci de mii de kilometri lățime, deși cea mai mare parte a materialului său se află la câteva sute de kilometri de planul inelului. Se crede că forma sa se datorează forțelor electromagnetice din magnetosfera lui Jupiter care acționează asupra particulelor de praf din inel.
„Inele de păianjen” – inele subțiri și transparente ca o pânză, sunt numite prin materialul sateliților care le formează: Amalthea și Theba. Marginile exterioare ale Inelului Principal sunt conturate de sateliții Adrastea și Metis.
Inelele lui Jupiter și lunile interioare
Ne luăm rămas bun de la Jupiter și de la sateliții săi și ne continuăm călătoria mai departe. În următorul articol, vom analiza sateliții și inelele lui Saturn.
