Io Fa parte dei quattro satelliti galileiani (Io, Europa, Ganimede, Callisto) così chiamati perché scoperti nel 1610 da Galileo Galilei con un rudimentale cannocchiale da lui stesso costruito.
È il terzo più grande dei satelliti galileiani e dei restanti 75 satelliti di Giove. In ordine di raggio orbitale, è il quinto satellite e il primo dei Galilei. Il suo nome deriva dalla mitologia greca, in cui Io era una delle tante fanciulle di cui si innamorò il dio Zeus, chiamato anche Giove nella mitologia romana.
Io è un terzo del diametro della Terra e circa le dimensioni del nostro satellite, la Luna. Rispetto agli altri satelliti del sistema solare, Io è il quinto per grandezza, preceduto dalla Luna.
La superficie di Io ha catene montuose che si distinguono dalle vaste pianure. Non si osservano crateri da impatto, il che indica che sono stati cancellati dalla loro grande attività geologica e vulcanica, considerata la più grande di tutte nel sistema solare. I suoi vulcani producono nuvole di composti solforati che si innalzano a 500 km sopra la sua superficie.
Ci sono centinaia di montagne sulla sua superficie, alcune più alte del Monte Everest, che si sono formate a causa dell'intenso vulcanismo del satellite.
La scoperta di Io nel 1610 e degli altri satelliti galileiani cambiò la prospettiva della nostra posizione nell'universo, poiché a quel tempo si pensava che fossimo il centro di tutto.
Scoprendo "altri mondi", come Galileo chiamava i satelliti che ruotavano attorno a Giove, l'idea, proposta da Copernico, che il nostro pianeta ruotasse attorno al Sole divenne più fattibile e palpabile..
Grazie a Io la prima misurazione della velocità della luce fu effettuata dall'astronomo danese Ole Christensen Rømer nel 1676. Si rese conto che la durata dell'eclissi di Io da parte di Giove era di 22 minuti più breve quando la Terra era più vicina a Giove rispetto a quando lo era nel suo punto più lontano.
Questo è stato il tempo impiegato dalla luce per percorrere il diametro orbitale della Terra, da lì Rømer ha stimato 225.000 km / s per la velocità della luce, il 25% in meno rispetto al valore attualmente accettato..
Indice articolo
Quando la missione Voyager si avvicinò al sistema gioviano, trovò otto vulcani in eruzione su Io e la missione Galileo, pur non essendo in grado di avvicinarsi troppo al satellite, fece apparire immagini di eccellente risoluzione dei vulcani. Non meno di 100 vulcani in eruzione hanno rilevato questa sonda.
Le principali caratteristiche fisiche di Io sono:
-Il suo diametro è di 3.643,2 km.
-Massa: 8,94 x 1022 kg.
-Densità media 3,55 g / cm3.
-Temperatura della superficie: (ºC): da -143 a -168
-L'accelerazione di gravità alla sua superficie è di 1,81 m / sDue o 0,185 g.
-Periodo di rotazione: 1d 18h 27.6m
-Periodo di traduzione: 1d 18h 27.6m
-Atmosfera composta al 100% da anidride solforosa (SO2).
La caratteristica più notevole di Io è il suo colore giallo, dovuto allo zolfo depositato sulla superficie essenzialmente vulcanica. Per questo motivo, sebbene gli impatti dovuti ai meteoriti attratti dal gigante Giove siano frequenti, vengono rapidamente cancellati..
Si pensa che i basalti siano abbondanti nel satellite, come sempre, colorati di giallo dallo zolfo.
I silicati fusi abbondano nel mantello (vedi sotto per i dettagli della struttura interna), mentre la crosta è composta da zolfo congelato e anidride solforosa..
Io è il satellite più denso del sistema solare (3,53 g / cc) ed è paragonabile ai pianeti rocciosi. La roccia di silicato del mantello avvolge un nucleo di solfuro di ferro fuso.
Infine, l'atmosfera di Io è composta quasi al 100% da anidride solforosa..
Le analisi spettrali rivelano una sottile atmosfera di anidride solforosa. Anche se centinaia di vulcani attivi emettono una tonnellata di gas al secondo, il satellite non può trattenerli a causa della bassa gravità e anche la velocità di fuga del satellite non è molto alta..
Inoltre, gli atomi ionizzati che lasciano le adiacenze di Io sono intrappolati dal campo magnetico di Giove, formando una sorta di ciambella sulla sua orbita. Sono questi ioni di zolfo che danno al minuscolo e vicino satellite Amaltea, la cui orbita è inferiore a quella di Io, il suo colore rossastro..
La pressione dell'atmosfera sottile e sottile è molto bassa e la sua temperatura è inferiore a -140 ° C..
La superficie di Io è ostile all'uomo, a causa delle sue basse temperature, della sua atmosfera tossica e dell'enorme radiazione, poiché il satellite si trova all'interno delle fasce di radiazione di Giove..
A causa del movimento orbitale di Io c'è un tempo in cui il satellite smette di ricevere la luce del Sole, poiché Giove lo eclissa. Questo periodo dura 2 ore e come previsto, la temperatura scende.
Infatti, quando Io è rivolto verso il Sole la sua temperatura è di -143 ºC, ma quando viene eclissato dal gigantesco Giove la sua temperatura può scendere fino a -168 ºC.
Durante l'eclissi, la sottile atmosfera del satellite si condensa sulla superficie, formando ghiaccio di anidride solforosa e scompare completamente..
Quindi, quando l'eclissi cessa e la temperatura inizia a salire, l'anidride solforosa condensata evapora e l'atmosfera sottile di Io ritorna. Questa è la conclusione raggiunta nel 2016 da un team della NASA.
Quindi, l'atmosfera di Io non è formata dai gas dei vulcani, ma dalla sublimazione del ghiaccio sulla sua superficie.
Io compie una rivoluzione completa attorno a Giove in 1,7 giorni terrestri e ad ogni giro del satellite viene eclissato dal suo pianeta ospite, per un periodo di 2 ore..
A causa dell'enorme forza di marea l'orbita di Io dovrebbe essere circolare, tuttavia questo non è il caso a causa dell'interazione con le altre lune galileiane, con le quali sono in risonanza orbitale..
Quando Io compie 4 anni, Europa compie 2 anni e Ganimede 1. Il curioso fenomeno può essere visto nella seguente animazione:
Questa interazione fa sì che l'orbita del satellite abbia una certa eccentricità, calcolata a 0,0041.
Il raggio orbitale più piccolo (periaster o perielio) di Io è di 420.000 km, mentre il raggio orbitale più grande (apoaster o afelio) è di 423.400 km, con un raggio orbitale medio di 421.600 km..
Il piano orbitale è inclinato rispetto al piano orbitale terrestre di 0,040 °.
Io è considerato il satellite più vicino a Giove, ma in realtà ci sono altri quattro satelliti sotto la sua orbita, anche se estremamente piccoli..
Infatti Io è 23 volte più grande del più grande di questi piccoli satelliti, che probabilmente sono meteoriti intrappolati nella gravità di Giove..
I nomi delle minuscole lune, in ordine di vicinanza al loro pianeta ospite sono: Metis, Adrastea, Amalthea e Tebe.
Dopo l'orbita di Io, il prossimo satellite è galileiano: Europa.
Nonostante sia molto vicina a Io, l'Europa è completamente diversa per composizione e struttura. Si ritiene che questo sia il caso perché quella piccola differenza nel raggio orbitale (249 mila km) rende la forza di marea su Europa notevolmente inferiore.
I vulcani su Io espellono nello spazio atomi di zolfo ionizzati che sono intrappolati dal campo magnetico di Giove, formando una ciambella che conduce il plasma che coincide con l'orbita del satellite..
È il campo magnetico di Giove che trasporta il materiale ionizzato dalla sottile atmosfera di Io..
Il fenomeno crea una corrente di 3 milioni di ampere che intensifica il già potente campo magnetico di Giove a più del doppio del valore che avrebbe se non ci fosse Io.
Il periodo di rotazione attorno al proprio asse coincide con il periodo orbitale del satellite, che è causato dalla forza di marea che Giove esercita su Io, il suo valore è di 1 giorno, 18 ore e 27,6 secondi.
L'inclinazione dell'asse di rotazione è trascurabile.
Perché la sua densità media è di 3,5 g / cm3 si conclude che la struttura interna del satellite è rocciosa. L'analisi spettrale di Io non rivela la presenza di acqua, quindi l'esistenza del ghiaccio è improbabile.
Secondo i calcoli basati sui dati raccolti, si ritiene che il satellite abbia un piccolo nucleo ferro o ferro mescolato con zolfo.
È seguito da a mantello roccioso profonda e parzialmente fusa, e una sottile crosta rocciosa.
La superficie mostra i colori di una pizza mal fatta: rosso, giallo paglierino, marrone e arancio.
Inizialmente si pensava che Corteccia Era zolfo, ma le misurazioni a infrarossi rivelano che i vulcani eruttano lava a 1500 ° C, il che indica che non è composta solo di zolfo (che bolle a 550 ° C), c'è anche roccia fusa.
Un'altra prova della presenza di roccia è l'esistenza di alcune montagne con altezze che duplicano il Monte Everest. Lo zolfo da solo non avrebbe la forza di spiegare queste formazioni..
La struttura interna di Io secondo i modelli teorici è riassunta nella seguente illustrazione:
L'attività geologica di un pianeta o di un satellite è guidata dal calore al suo interno. E il miglior esempio è Io, il più interno dei più grandi satelliti di Giove..
L'enorme massa del suo pianeta ospite è un grande attrattore per i meteoriti, come quello ricordato da Shoemaker-Levy 9 nel 1994, tuttavia Io non mostra crateri da impatto e il motivo è che l'intensa attività vulcanica li cancella.
Io ha più di 150 vulcani attivi che vomitano cenere sufficiente a seppellire i crateri da impatto. Il vulcanismo di Io è molto più intenso di quello della Terra ed è il più grande dell'intero sistema solare.
Ciò che esalta le eruzioni dei vulcani di Io è lo zolfo disciolto nel magma, che quando rilascia la sua pressione spinge il magma lanciando ceneri e gas fino a 500 m di altezza.
La cenere ritorna sulla superficie del satellite, producendo strati di detriti attorno ai vulcani..
Si osservano aree biancastre sulla superficie di Io a causa dell'anidride solforosa congelata. Negli anfratti delle faglie la lava fusa scorre ed esplode verso l'alto.
Poiché Io è un po 'più grande della Luna, che è fredda e geologicamente morta, ci si chiede da dove provenga l'energia di questo piccolo satellite gioviano..
Non può essere il calore residuo di formazione, perché Io non è abbastanza grande da trattenerlo. Né è il decadimento radioattivo del suo interno, poiché infatti l'energia dissipata dai suoi vulcani triplica facilmente il calore radiante che emana un corpo di tali dimensioni..
La fonte di energia di Io è forza di marea, per l'immensa gravità di Giove e per la sua vicinanza ad esso.
Questa forza è così grande che la superficie del satellite sale e scende di 100 m. L'attrito tra le rocce è ciò che produce questo enorme calore, sicuramente molto maggiore di quello delle forze di marea terrestri, che muovono appena di pochi centimetri la superficie solida dei continenti..
L'enorme attrito causato dalla gigantesca forza delle maree su Io fa sì che venga generato abbastanza calore per sciogliere gli strati profondi. L'anidride solforosa vaporizza, generando una pressione sufficiente perché il magma vomitato dai vulcani si raffreddi e ricopra la superficie..
L'effetto marea diminuisce con il cubo della distanza dal centro di attrazione, quindi questo effetto è meno importante nei satelliti più lontani da Giove, dove la geologia è dominata dagli impatti dei meteoriti..
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