Ío (satellite)

Ío fa parte dei quattro satelliti scoperti da Galileo Galilei nel 1610 e dei quattro è il più vicino al pianeta. (Wikimedia Commons).

Cos'è ío?

Ío Fa parte dei quattro satelliti Galileani (ío, Europa, Ganymede, Calisto) chiamato così perché furono scoperti nel 1610 da Galileo Galilei con un telescopio rudimentale che si costruiva.

È il terzo di dimensioni di quelli dei satelliti galilei e dei restanti 75 satelliti Giove. In ordine radio orbitale, è il quinto satellite e il primo dei Galilei. Il suo nome viene dalla mitologia greca, in cui io era una delle tante fanciulle di cui il dio Zeus, chiamato anche Giove nella mitologia romana, si innamorò.

Ío ha la terza parte del diametro del terreno e una dimensione simile al nostro satellite la luna. Rispetto agli altri satelliti del sistema solare, ío prende il quinto posto di dimensioni, preceduto dalla luna.

La superficie di Iro ha catene montuose che si distinguono sulle estese pianure. Non si osservano crateri di impatto, indicando 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 di zolfo che aumentano di 500 km sopra la sua superficie.

Centinaia di montagne vengono contate sulla loro superficie, alcune più alte del Monte Everest, che si sono formate a causa dell'intenso vulcanismo satellitare.

La scoperta di ío nel 1610 e gli altri satelliti galilei cambiarono la prospettiva della nostra posizione nell'universo, poiché a quel tempo si pensava che fossimo al centro di tutto.

Dopo aver scoperto "altri mondi", come Galileo chiamava i satelliti che ruotavano attorno a Giove, l'idea divenne più fattibile e palpabile, proposta da Copernico, che il nostro pianeta ruotava attorno al sole.

Grazie a ío, la prima misurazione della velocità della luce fu fatta dall'astronomo danese Ole Christensen Rømer nel 1676. Notò che la durata dell'eclissi di Iro da parte di Giove era 22 minuti più corta quando la terra era più vicina a Giove rispetto a quando era al suo punto di massima distanza.

Quello era il momento in cui alla luce impiegava per viaggiare il diametro orbitale terrestre, da lì Rømer stimava 225.000 km/s per velocità leggera, 25% inferiore rispetto al valore corrente attualmente.

Caratteristiche generali di ío

Nel momento in cui la missione di Voyager si avvicinò al sistema gioviano trovò otto vulcani che eruttavano a ío, e la missione di Galileo, sebbene non potesse avvicinarsi troppo al satellite, portò immagini di eccellente risoluzione dei vulcani. Non meno di 100 vulcani che erutti hanno rilevato questa sonda.

Surface IRO che mostra le estese pianure e gli abbondanti vulcani, con colori veri fotografati dalla sonda Galileo. Fonte: NASA.

Le principali caratteristiche fisiche di ío sono:

• Il suo diametro è 3.643,2 km.
• Messa: 8,94 x 10²² kg.
• Densità media 3,55 g/cm³.
• Temperatura superficiale: (ºC): da -143 a -168
• L'accelerazione della gravità sulla sua superficie è 1,81 m/s² o 0,185 g.
• Periodo di rotazione: 1d 18h ​​27,6 m
• Periodo di traduzione: 1d 18h ​​27,6m.
• Atmosfera composta da biossido di zolfo (SO2) al 100%.

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Riepilogo delle caratteristiche principali di ío

Composizione

La caratteristica più evidente di ío è il suo colore giallo, che è dovuto al solfuro depositato sulla superficie essenzialmente vulcanica. Pertanto, sebbene gli impatti dovuti ai meteoriti attratti dal gigante di Giove siano frequenti, vengono rapidamente cancellati. 

Si pensa che i basalto abbondano, come sempre, colorato giallo da solfuro.

Nel mantello (vedere i dettagli della struttura interna) abbondano silicati fusi, mentre la crosta è composta da solfuro e biossido di zolfo congelato.

Ío è il satellite più denso del sistema solare (3,53 g/cc) ed è paragonabile ai pianeti rocciosi. La roccia silicato del mantello si avvolge su un nucleo di solfuro di ferro fuso.

Infine, l'atmosfera di Iro è composta da quasi al 100% di biossido di zolfo.

Atmosfera

L'immagine di Iro, scattata dalle missioni Galileo e Voyager

Le analisi spettrali rivelano una debole atmosfera di biossido di zolfo. Anche quando centinaia di vulcani attivi lanciano una tonnellata di gas al secondo, il satellite non può mantenerli a causa di poca gravità e che la velocità di scarico satellitare non è neanche molto alta.

Inoltre, gli atomi ionizzati che abbandonano le adiacenze di ío sono intrappolati dal campo magnetico di Giove, formando una specie di ciambella sulla loro orbita. Sono questi ioni di zolfo che stampano il colore rossastro sul piccolo e vicino satellite di amaltea, la cui orbita è al di sotto di Iro.

La pressione debole e sottile dell'atmosfera è molto bassa e la sua temperatura è inferiore a -140ºC.

La superficie di ío è ostile agli umani, per le sue basse temperature, per la sua atmosfera tossica e dalle enormi radiazioni, poiché il satellite è all'interno delle cinture di radiazioni di Jupit. 

L'atmosfera di ío si spegne e si gira

A causa del movimento orbitale di ío c'è un tempo in cui il satellite smette di ricevere la luce solare, dal momento che Giove Eclipsa. Questo periodo dura 2 ore e, come previsto, la temperatura diminuisce.

In effetti, quando dovrò affrontare il sole la sua temperatura è di -143 ºC, ma quando viene eclissata dal gigantesco Giove, la sua temperatura può ridurre a -168 ºC. 

Durante l'eclissi la debole atmosfera del satellite si condensa sulla superficie, formando biossido di zolfo e scompare completamente.

Quindi, quando l'eclissi cessa e la temperatura inizia a salire, l'evapora di biossido di zolfo condensato e la debole atmosfera di ío ritorna. Questa è la conclusione che un team della NASA ha raggiunto nel 2016.

Quindi, l'atmosfera di ío non è formata dai gas dei vulcani, ma dalla sublimazione del ghiaccio sulla loro superficie.

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Movimento di traduzione

Io un giro completo di Giove in 1,7 giorni terrestri e su ogni ritorno del satellite viene eclissata dal suo pianeta ospite, per un periodo di 2 ore.

A causa dell'enorme forza di marea, l'orbita di ío dovrebbe essere circolare, tuttavia ciò non è così dovuto all'interazione con le altre lune galilei, con le quali sono in risonanza orbitale.

Quando Io compie 4 anni, l'Europa dà 2 e Ganímedes 1. Il curioso fenomeno può essere visto nella seguente animazione:

Risonanza orbitale di ío e dei suoi fratelli satelliti: Ganymedes ed Europa. Fonte: Wikimedia Commons.

Questa interazione rende l'orbita satellitare ha una certa eccentricità, calcolata in 0,0041.

Il raggio orbitale minore (esperto o perielio) di ío è 420.000 km, mentre il principale raggio orbitale (supporto o apelio) è 423.400 km, dando un raggio orbitale medio di 421.600 km.

Il piano orbitale è inclinato rispetto al piano orbitale di terra a 0,040 °.

Si ritiene che io sia il satellite più vicino a Giove, ma in realtà al di sotto della sua orbita ci sono altri quattro satelliti, sebbene estremamente piccoli.

In effetti, è 23 volte maggiore del più grande di questi piccoli satelliti, che probabilmente sono meteoriti intrappolati nella gravità di Giove.

I nomi delle piccole lune, in ordine di vicinanza al loro pianeta ospite sono: Metis, Adrastea, Amaltea e Tebe.

Dopo l'orbita di ío, il prossimo satellite è un Galilean: Europa.

Nonostante sia molto vicino a ío, l'Europa è completamente diversa nella composizione e nella struttura. Si ritiene che ciò sia dovuto al fatto che quella piccola differenza nel raggio orbitale (249 mila km) fa la forza della marea sull'Europa.

L'orbita di Iro e la magnetosfera di Giove

Lune di Giove: ío, Europa, Ganymedes e Calisto

I vulcani di ío espellono gli atomi ionizzati di zolfo che sono intrappolati dal campo magnetico di Giove, formando una ciambella del pilota plasmatico che coincide con l'orbita satellitare.

È il campo magnetico di Giove che trascina il materiale ionizzato della debole atmosfera di ío.

Il fenomeno crea una corrente di 3 milioni di ampli che intensifica il potente campo magnetico di Jupiter a più del doppio, rispetto al valore che avrebbe se non ci fosse nessuno.

Movimento rotatorio

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 Ry, essendo il suo valore di 1 giorno, 18 ore e 27,6 secondi.

L'inclinazione dell'asse di rotazione è insignificante.

Struttura interna

Giove e le sue lune, viste da un telescopio. Fonte: Jan Sandberg, Attribution, tramite Wikimedia Commons

Perché la sua densità media è di 3,5 g/cm³ Si è concluso che la struttura interna del satellite è rocciosa. L'analisi spettrale di Iro non rivela la presenza di acqua, quindi è improbabile l'esistenza di ghiaccio.

Secondo i calcoli basati sui dati raccolti, si ritiene che il satellite abbia un piccolo nucleo ferro o ferro miscelato con zolfo.

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È seguito da un Mantle roccioso profondo e parzialmente fuso e una crosta sottile e rocciosa.

La superficie presenta i colori di una pizza gravemente fatta: rosso, giallo pallido, marrone e arancione.

Inizialmente si pensava Corteccia Era lo zolfo, ma le misurazioni a infrarossi rivelano che i vulcani producono eruzioni di lava a 1500 ° C, indicando che non è composto solo da zolfo (che bolle a 550 ° C), c'è anche una roccia fusa.

Un'altra prova della presenza di roccia è l'esistenza di alcune montagne con altezze che doppia l'Everest. Solo lo zolfo non avrebbe la resistenza necessaria per spiegare queste formazioni.

La struttura interna di ío secondo i modelli teorici è riassunta nella seguente illustrazione:

Ío struttura. Fonte: Wikimedia Commons.

Ío geologia

L'attività geologica di un pianeta o satellite è guidata dal calore all'interno. E il miglior esempio è Iro, il più interno dei principali satelliti di Giove.

L'enorme massa del suo pianeta ospite è un grande attrattore di meteoriti, come il ricordo del 9-levy 9 nel 1994, tuttavia ío non mostra crateri di impatto e il motivo è che l'intensa attività vulcanica li cancella.

Ío ha più di 150 vulcani attivi che lanciano abbastanza cenere per seppellire i crateri di impatto. Il vulcanismo di Iro è molto più intenso di quello della terra ed è il più grande dell'intero sistema solare.

Ciò che migliora le eruzioni dei vulcani ío è lo zolfo sciolto nel magma, che quando rilascia la sua pressione guida il magma lanciando ceneri e gas alti fino a 500 m.

La cenere ritorna sulla superficie del satellite, producendo strati di macerie attorno ai vulcani.

Le aree bianche sono osservate sulla superficie IO a causa di biossido di zolfo congelato. Nelle crepe dei difetti la lava fusa scorre ed esplode verso l'alto.

Sequenza presa dalla sonda New Horizons, che mostra un vulcano di eruzione sulla superficie di ío. Fonte: NASA.

Da dove viene l'energia di Iro?

Essendo un po 'più grande della luna, che è fredda e geologicamente morta, vale la pena chiedere da dove proviene l'energia di questo piccolo satellite gioviano.

Non può essere il restante calore di formazione, perché non ho dimensioni sufficienti per trattenerlo. Né la disintegrazione radioattiva del suo interno, poiché in realtà l'energia dissipata dai suoi vulcani triplica facilmente il calore mediante radiazioni che emana un corpo di tale dimensione.

La fonte di energia di Iro è la Forza di marcia, a causa dell'immensa gravità di Giove e per la sua vicinanza alla stessa.

Confronto tra ío, la luna e la terra

Questa forza è così grande, che la superficie del satellite aumenta e abbassa 100 m. L'attrito tra le rocce è ciò che produce quell'enorme calore, molto più grande a proposito di quello delle forze di marea terrestre, che a malapena muovono la superficie solida dei continenti.

L'enorme attrito causato dalla gigantesca forza di marea in ío fa abbastanza calore per sciogliere gli strati profondi. Il biossido di zolfo vaporizza, generando una pressione sufficiente in modo che il magma lanciato dai vulcani si raffredda e copra la superficie.

L'effetto di 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 da impatti meteoriti.