Какое уникальное явление обнаружено на спутнике ио. Исследование спутников Юпитера из космоса. Исследования спутника Ио

Ио – спутник Юпитера. Его диаметр составляет 3642 километра. Название спутника происходит от имени Ио (жрица Геры — древнегреческая мифология).

Загадочное небо влечет взгляды человека с тех пор, как он стал осознавать себя, как существо мыслящее. По разным причинам: сначала, вероятно, было удивление и изумление. Небо воспринималось, как что-то непонятное, волнующее, затем пугающее, приносящее иногда несчастья. Затем приносящее надежду. А потом взоры обращались на небесную сферу с целью познания и изучения.
В своем познании человечество продвинулось совсем ненамного, если мерить мерками Вселенной. Относительно хорошо мы исследовали свою Солнечную систему. Но еще осталось множество загадок, которые следует разгадать.
Сегодняшний разговор пойдет о спутниках планет нашей системы. Самые интересные и загадочные Луны у планеты Юпитер, впрочем, как и сама планета. Известны на данный момент 79 спутников Юпитера и только четыре из них открыл знаменитый Галилео Галилей. Все они разные и интересны по-своему.

Но самой загадочной является Ио – впервые открыл ее в 1610 году и назвал ее Юпитер I. Одно то, что планета активна и на ней до сих пор идет вулканическая деятельность, привлекает астрономов планеты Земля. И притом деятельность эта довольно бурная. Девять действующих вулканов на ее поверхности выбрасывают в атмосферу вещества на 200 км и более – такой мощи можно позавидовать. В нашей Солнечной системе только две планеты имеют вулканическую деятельность – Земля и спутник Юпитера Ио.

Чем интересен спутник

Нажмите на картинку чтобы перейти на интерактивный

Но не только вулканами знаменит Ио, недра разогреваются радиоактивной деятельностью и электричеством. Мощные токи внутри спутника возникают за счет большого магнитного поля и образующихся сильнейших приливов под воздействием Юпитера.
Внешний вид планеты очень красив, сочетание красного, желтого, коричневого, дает мозаичную живую картинку. Так же как и Луна, Ио обращена к Юпитеру всегда одной стороной. Средний радиус планеты составляет 1 821,3 км.

Наблюдение за спутником Ио

Галилео Галилей наблюдал за Ио 7 января 1610 года. Спутник был обнаружен с помощью первого в мире телескопа-рефрактора. Первое мнение астронома было ошибочное и показало спутник как один элемент с Европой. На второй день ученый рассмотрел спутники раздельно. Таким образом, дата 8 января 1610 года считается датой открытия Ио.

Основные исследования Ио

Планета активно изучается: первые данные о ней были получены в 1973 году с космического аппарата Пионер. «Пионер-10» и «Пионер-11» пролетали возле спутника 3 декабря 1973 года и 2 декабря 1974 года. Была уточнена масса и получены характеристики плотности, которая превышала все спутники, открытые ученым Галилео. Был обнаружен радиационный фон и незначительная атмосфера. Позже исследование Ио продолжат « » и « », которые пролетят мимо спутника в 1979 году. За счет более современной аппаратуры с усовершенствованными характеристиками, были получены улучшенные снимки спутника. Снимки с «Вояджера-1» показали наличие вулканической активности на поверхности спутника. «Вояджер-2» изучил спутник 9 июля 1979 года. Были изучены изменение вулканической активности, за время исследования спутника аппаратом «Вояджер-1».

Аппарат «Галилео» пролетел возле Ио 7 декабря 1995 года. Он сделал множество снимков поверхности Ио, а также открыл железное ядро. Миссия «Галилео «была закончена 23 сентября 2003 года, аппарат сгорел в . Корабль Галилео передал на Землю фотографии изумительных видов спутника, снятых в максимальной близости (261 км) от поверхности.

Поверхность спутника Ио

Замечательные цвета в вулканическом кратере Патера на спутнике Юпитера Ио, снимок космического корабля НАСА Галилео.

Ио имеет множество вулканов (около 400). Это наиболее геологически активное тело Солнечной системы. В процессе сжатия коры Ио образовалось около ста гор. Вершины некоторых, к примеру, Южная Боосавла, превышает пик Эвереста в два раза. На поверхности спутника располагаются обширные равнины. Поверхность его имеет уникальные свойства. Она содержит множество оттенков цветов: белого, красного, черного, зеленого. Такая особенность обусловлена регулярными потоками лавы, которые могут быть простираться до 500 километров. Ученые предполагают, что теплая поверхность планеты и возможность наличия воды делают возможным зарождения живой материи и дальнейшее ее обитание на спутнике.

Атмосфера спутника Ио

Атмосфера спутника является тонкой и имеет маленькую плотность, фактически правильнее говорить об экзосфере, которая наполняется вулканическими газами. В состав входят диоксид серы и другие газы. Вулканические выбросы спутника не содержат воду и водяные пары. Таким образом, Ио имеет существенное отличие от других спутников Юпитера.

Важным открытием космического аппарата Галилео стало обнаружение на значительной высоте спутника ионосферы. Вулканическая активность изменяет атмосферу и ионосферу спутника.

Орбита и вращение спутника

Ио – это синхронный спутник. Его орбита располагается в 421700 км от центра Юпитера. Полный оборот вокруг планеты Ио совершает за 42,5 часа.

Вулканические процессы на спутнике Ио

Процессы извержения на спутнике происходят не в результате распада радиоактивных элементов, а в результате приливного взаимодействия с Юпитером. Приливная энергия разогревает недра спутника и за счет этого выделяется колоссальная энергия, примерно, от 60 до 80 триллионов ватт, распределение которой происходит неравномерно. Так, например, аппарат «Вояджер-1» обнаружил 8 активных извержений вулканов. Через некоторое время были проведены исследования поверхности аппаратом «Вояджер-2», которые показали извержение 7 из них (они продолжали извергаться).

Ио яркий и удивительный мир, аналогов которому нет во всей Солнечной системе. Активный вулканизм на спутнике размером с нашу Луну просто поражает масштабами, а футуристические фотографии поверхности спутника, полученные множеством космических аппаратов заставляют вновь и вновь погружаться в атмосферу этого далекого и таинственного мира.

Что готовится на Ио? На этом активном спутнике Юпитера вулканы извергают лаву намного горячее, чем лава на Земле. Картинка, которую Вы видите, сделана с высоким разрешением, цвета искусственно усилены. На картинке показана самая активная поверхность во всей Солнечной системе. Размер мельчайших деталей составляет 3 км. Разнообразие необычных цветов Ио объясняется наличием различных серных соединений. Темные области скорее всего состоят из силикатного камня.

На спутнике Юпитера Ио есть действующие вулканы. Космический аппарат «Вояджер» сфотографировал извержения, когда пролетал вблизи этого активного спутника в 1979 году. На фото видно несколько вулканов на Ио, в том числе один извергающийся. Выбросы от этого взрывного явления видны в левой верхней части картинки сразу за краем Ио. Вулканизм Ио объясняется мощным приливным влиянием Юпитера, Европы и Ганимеда. Приливные силы деформируют Ио, поэтому внутренности спутника из-за трения нагреваются. Горячее вещество расширяется и выходит наружу через вулканы. В настоящее время космический аппарат «Галилео» летает вокруг Юпитера и фотографирует галилеевские спутники.

Поверхность Ио активна. Похожие на гейзеры выбросы наблюдались обоими космическими аппаратами «Вояджер» в 1979 году, а также были обнаружены камерами «Галилео» в конце июня с расстояния 960 000 км. На картинке показан голубой султан у лимба спутника, поднимающийся из большого щитового вулкана Патера Ра на 96 км над поверхностью. Голубой цвет выброса обусловлен сконденсированным и охлажденным газом диоксида серы. На картинке видно, что дым светится на темном фоне, возможно, из-за флуоресценции возбужденных атомов серы и молекулярного кислорода. Поверхность Ио достаточно холодная – 230 градусов Фаренгейта. Тогда почему же этот спутник такой активный? Скорее всего, происходит сложение гравитационного действия Юпитера с гравитационным влиянием других галилеевых спутников, и орбита Ио возмущается. Орбитальные возмущения вызывают изменения приливных сил, что приводит к нагреву внутренностей Ио и возникновению сернистой вулканичесой активности.

Два серных извержения видны на этом составном цветном изображении вулканического спутника Юпитера Ио. Слева, над лимбом Ио поднимается новый голубой султан на высоту 138 км над вулканической кальдерой Пиллан Патера. В центре картинки вблизи линии, раз-деляющей день и ночь, виден кольцеобразный султан от вулкана Прометей, поднимающийся на высоту 72 км над поверхностью Ио и отбрасывающий тень направо от жерла вулкана. Вулкан Прометей назван в честь греческого бога, который дал смертным огонь. Султан над этим вулканом виден на каждом изображении Ио, включая снимки, сделанные кораблем Вояджер в 1979 году. Таким образом вулкан непрерывно извергается уже на протяжении не менее чем 18 лет. Данное изображение было сделано камерой аппарата Галилео 28 июня с расстояния 595200 км.

Извергающийся из вулкана султан, имеющий сложную структуру, поднимается более чем на 300 км над горизонтом спутника Юпитера Ио на этом фото, полученном камерами на борту космического аппарата «Новые Горизонты». Сам вулкан Тваштар виден как яркое пятнышко около края спутника (в направлении на 1 час) за терминатором — границей между ночной и дневной сторонами. Тень Ио закрывает часть султана. Изображение с высоким разрешением было получено, когда аппарат нахо-ился на расстоянии 2.3 мил-лионов км от Ио, на нем также хорошо видны детали освещенной Солнцем поверхности. Мчащийся со скоростью почти 23 км/с к окраинам Солнечной системы аппарат «Новые Горизонты» должен пересечь орбиту Сатурна в июне следующего года. Предполагается, что в 2015 году он достигнет цели своего полета — Плутона.

Этот снимок имеет наивысшее разрешение среди всех фотографий Ио*- самого необычного спутника в Солнечной системе. Вулканы на его поверхности настолько активны, что кажется, будто они готовы вывернуть спутник Юпитера наизнанку. Участок, видимый на фотографии имеет в поперечнике 4 км, при этом размер наименьших различимых деталей*- всего 5 метров. Характер многих их них пока еще не вполне ясен. Как правило светлые области соответствуют более высокой местности, чем более темные. На некоторых участках видны следы эрозии со стороны какого-то неизвестного процесса. Хотя поверхность Ио вблизи извергающихся вулканов достаточно горяча, чтобы плавить горные породы, большая часть спутника имеет температуру значительно ниже точки замерзания. Фотография получена автоматической станцией Galileo во время ее сближения с Ио в феврале 2000 года.

Недавно были получены новые фотографии происходящего на спутнике Юпитера Ио извержения вулкана. Слева на снимке (выполненном в искусственных цветах) видна горячая светящаяся лава. Окружающие активный вулкан плато и долины покрыты светлыми отложениями серы и силикатными горными породами. Снимок, охватывающий область поперечником около 250 км, был сделан в феврале 2000 года автоматической станцией Galileo, находящейся на орбите вокруг Юпитера. С ноября 1999 многие детали на поверхности, в том числе несколько темных пятен, успели заметно измениться. По размерам Ио немного превосходит Луну и является самым близким к Юпитеру из его крупных спутников. Особенности внутреннего строения Ио, порождающие его активный вулканизм продолжают исследоваться.

Какова причина необычной расцветки поверхности Ио вокруг вулканов? Ио, самый внутренний большой спутник из галилеевских спутников Юпитера, является самым активным телом в Солнечной системе. Размеры Ио примерно такие же, как у Луны — спутника Земли. На Ио практически постоянно происходят извержения вулканов, вызванные силами гравитационного притяжения со стороны Юпитера и дру-гих его больших спутников. В течение последних нескольких лет автоматическая межпланетная станция Галилей, находящаяся на орбите вокруг Юпитера, следит за активным вулканом Кулан Патера. На изображениях видно, что из вулкана извергались потоки лавы не только красного и черного цвета. Магма содержала также серу — пятна желтого цвета на фотографиях. Зеленый цвет может быть следствием повторных процессов в этой же местности. Белые пятна, возможно, объясняются выпадением снега в виде двуокиси серы. Галилей в основном выполнил поставленные задачи. Сейчас он маневрирует на низкой орбите на остатках топлива. NASA планирует направить корабль на Юпитер, в который он «врежется» в 2003 году.

Что можно увидеть, заглянув внутрь одного из активных вулканов на спутнике Юпитера Ио? Кальдера вулкана Тупан Патера, названного именем бразильского бога грома, оказалась странным и опасным местом, наполненным горячей черной лавой, теплыми красными отложениями серы, вероятно образовавшимися из выходящих газов. Холмистая желтая местность также богата серой. Автоматический космический аппарат Галилео, обращающийся в настоящее время вокруг Юпитера, передал это изображение в конце прошлого года, когда он пролетел около активного мира. Тупан Патера — это вулканическая депрессия, окруженная скалами высотой почти в километр. Ширина этой депрессии — около 75 км. Так как Галилео уже выполнил все свои задачи и запас топлива для маневрирования заканчивается, НАСА планирует падение аппарата на Юпитер в 2003 году.

В 1610 году Галилео Галилей направил телескоп на небо и открыл четыре ярких спутника Юпитера. Самый внутренний из галилеевых спутников, Ио, принадлежит к числу наиболее экзотических объектов Солнечной системы. Ио больше Луны, спутника Земли. Ио покрыт вулканами, многие из которых действующие. Вещество, выброшенное при вулканических извержениях, может содержать соединения серы, имеющие различные цвета.

В 1979 году один из космических кораблей «Вояджер» сделал потрясающее, неожиданное открытие. Самый внутренний галилеевский спутник Юпитера, Ио, оказался покрыт вулканами, некоторые из которых действующие! В общем, «Вояджер-2» заметил девять извержений вулканов во время пролета мимо спутника. Когда «Вояджер-2» вернулся через 4 месяца, как минимум шесть из них продолжали извергаться. На снимке изображена большая патера вулкана Ра и потоки, вытекающие из темного центрального вулканического отверстия и простирающиеся в длину на 320 км.

Самый необычный спутник в Солнечной системе выглядит ярко-желтым. На этом снимке Ио представлен в своих естественных цветах. Изображение было получено в июле 1999 года космическим аппаратом Галилео, находящимся на орбите Юпитера. Окраска Ио определяется расплавленными силикатными породами и серой. Необычная поверхность Ио постоянно остается очень молодой благодаря системе активных вулканов. Мощные приливные силы Юпитера деформируют Ио и гасят его колебания, возникающие под действием гравитационного притяжения других галилеевых спутников. В результате этих процессов внутренняя часть Ио очень сильно нагревается, и затем расплавленная порода вырывается на поверхность. Вулканы Ио настолько активны, что они буквально выворачивают спутник наизнанку. Иногда лава на Ио имеет такую высокую температуру, что светится в темноте.

Что произошло на спутнике Юпитера Ио? Два сернистых извержения видны на этом составном цветном изображении вулканического спутника Юпитера Ио. Изображение получено камерами автоматического корабля Галилео в период с 1995 по 2003 год, когда он летал вокруг Юпитера. Сверху картинки, над лимбом Ио, поднимается голубой султан на высоту 140 км над вулканической кальдерой Пиллан Патера. В центре картинки вблизи линии, разделяю-щей день и ночь, виден кольцеобразный султан от вулкана Прометей, поднимающийся на высоту 75 км над поверхностью Ио и отбрасывающий тень направо от жерла вулкана. Султан над этим вулканом виден на каждом изображении Ио, включая снимки, сделанные кораблем Вояджер в 1979 году. Таким образом вулкан непрерывно извергался на протяжении не менее, чем 18 лет. Данное изображение было изначально получено 28 июня 1997 года со среднего расстояния 600 000 км и впоследствии контрастировано с помощью компьютера.

Поверхность Ио меняется каждый раз, когда мы вновь смотрим на нее. В левом нижнем углу картинки Вы видите изображение самого активного спутника Юпитера, сделанное камерами корабля Галилео в апреле 1997. Большое изображение было полу-чено в прошлом месяце. Отчетливо видно темное пятно, представляющее собой вулкан под названием Пиллан Патера, извержение которого произошло за это время. Огромная площадь размером с штат Аризона покрыта темным выброшенным веществом. Что это за вещество? Химический состав его пока еще неизвестен, однако определенно он отличается от состава красного вещества, окружающего вулкан Пеле.

На фото помещено составное инфракрасное изображение, представленное в условных цветах. Видно, как светящаяся горячая лава вытекает из самого центра вулкана Пеле на Ио. Изображение получено во время близкого пролета космического аппарата Галилео мимо этого спутника Юпитера. Сам вулкан Пеле находится посередине 1300-км желтоватого кольца сернистого вещества, образованного в результате частых вулканических извержений. Маленькое темно-красное пятнышко на Пеле соответствует вытекающей горячей лаве в жерле вулкана. Температура лавы составляет 1027 градусов Цельсия. Пролет Галилео мимо Ио, засвидетельствовал, что самое вулканическое тело Солнечной системы еще более активно: чем подозревалось ранее. Оказалось, что Ио имеет на своей поверхности более сотни действующих вулканов!

На спутнике Юпитера Ио был обнаружен лавовый фонтан, который поднимался над активной поверхностью спутника на высоту более километра. Снимок вулканического извержения был сделан камерами автоматического корабля Галилео, который летает в окрестности Юпитера. Фонтаны запечатлены на кадрах, сделанных во время подлета и объединенных в мозаику. Лавовый выброс был настолько ярким, что пришлось перекодировать цвета цифровым способом, чтобы показать на картинке. Горячая лава выливается из длинного каньона, протяженность которого составляет 20 км.

Когда корабль Галилео пролетал мимо Ио, его камеры успели запечатлеть достопримечательность на этом вулканическом спутнике Юпитера. С расстояния 26 000 км Патера Зал похожа на котлообразный провал, или кальдеру, заполненную расплавленной лавой, газообразными выхлопами и удивительными горками. На картинке видна красная лава, которая извергается вдоль основания вулканической кальдеры, тогда как остывающая черная лава окаймляет края вулканического плато. По длине теней можно оценить, что вершина Патеры Зал поднимается на высоту 5 км над расплавленной поверхностью Ио. Галилео пронесся мимо Ио вновь и начал уже передавать на Землю изображения, полученные с расстояния 200 км от поверхности Ио.

Ио имеет свое собственное облако. На фотографии слева Вы видите самый активный спутник Юпитера. Солнце освещает этот вид слева. Фотография представлена в условных цветах. Однако, что произошло справа на Ио? Это султан газа из активного вулкана Прометей, который также отражает свет от Солнца. Второй активный вулкан Пеле также виден на фотографии. Вулкан отмечен красной точкой немного ниже центра Ио. Вокруг спутника парит желтый туман, который состоит из газа, выброшенного при извержениях вулканов Ио. Атомы натрия в газовом облаке особенно эффективно отражают желтый свет. Точки света на фотографии представляют собой звезды фона.

Каков размер спутника Юпитера Ио? Один из самых вулканически активных объектов Солнечной Системы, Ио имеет 3600 км в поперечнике, что сопоставимо с размером крупного естественного спутника Земли. Пролетая мимо Юпитера на рубеже тысячелетий, космический аппарат Кассини запечталел этот восхитительный вид активного Ио на фоне самого большого газового гиганта, одновременно демонстрируя их относительные размеры. Хотя на фото Ио выглядит расположенным прямо над бурлящими облаками, в действительности он несется по орбите с периодом в 42 часа на расстоянии в 420000 километров от центра Юпитера, то есть около 350000 километров над верхним слоем облаков*- средним расстоянием от Земли до Луны. Сам космический аппарат в это время находился на расстоянии около 10 миллионов километров.

No related links found

С именем Галилео Галилея связаны наиболее важные астрономические открытия в истории изучения космоса. Именно благодаря этому талантливому и настойчивому итальянцу, мир в 1610 году впервые узнал о существовании четырех спутников Юпитера. Первоначально эти небесные объекты получили собирательное название — галилеевы спутники. Позже, каждому из них присвоили свое название: Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. Каждый из четырех крупнейших спутников Юпитера по своему интересен, однако именно спутник Ио выделяется среди других галилеевых спутников. Это небесное тело является самым экзотическим и необычным среди других объектов Солнечной системы.

Что необычного в спутнике Ио?

Уже при одном наблюдении в телескоп спутник Ио своим внешним видом выделяется среди других спутников Солнечной системы. Вместо обычной серой и мутной поверхности небесное тело имеет диск ярко-желтого цвета. В течение 400 лет человек не мог найти причину такой необычной расцветки поверхности юпитерианского спутника. Только в конце XX века, благодаря полетам автоматических космических зондов к гиганту Юпитеру, удалось получить информацию о галилеевых спутниках. Как оказалось, Ио является едва ли не самым вулканически активным объектом Солнечной системы в плане геологии. Подтверждением тому стало огромное количество действующих вулканов, обнаруженных на спутнике Юпитера. На сегодняшний день их выявлено около 400 и это на площади, которая в 12 раз меньше площади нашей планеты.

Площадь поверхности спутника Ио составляет 41,9 кв. километров. Земля имеет площадь поверхности 510 млн. км, и на ее поверхности сегодня находится 522 действующих вулкана.

По своим размерам многие вулканы Ио превышают размеры земных вулканов. По интенсивности извержений, их продолжительности и мощности, вулканическая деятельность на спутнике Юпитера превосходит аналогичные земные показатели.

Некоторые вулканы этого спутника выбрасывают огромное количество ядовитых газов на высоту 300-500 км. При этом сама поверхность самого необычного спутника Солнечной системы Ио представляет собой обширную равнину, в центре которой присутствует огромный горный массив, разделенный огромными лавовыми потоками. Средние высоты горных образований на Ио составляют 6-6,5 км, однако здесь так же встречаются горные пики, высотой более 10 км. К примеру, гора Южная Боосавла имеет высоту 17-18 км и является самой высоким пиком Солнечной системы.

Почти вся поверхность спутника – это результаты многовековых извержений. По данным инструментальных исследований, проводимых с борта космических зондов «Вояджер-1», «Вояджер-2» и других аппаратов, основной материал поверхности спутника Ио – замороженная сера, диоксид серы и вулканический пепел. Почему разноцветных участков на поверхности спутника так много. Это объясняется тем, что активный вулканизм постоянно формирует характерную контрастность расцветки поверхности спутника Ио. Объект может в течение короткого промежутка времени сменить свою ярко-желтую расцветку на белый или черный цвет. Продукты вулканических извержений формируют тонкую и неоднородную по составу атмосферу спутника.

Подобная вулканическая активность вызвана особенностями строения небесного тела, которое постоянно подвергается приливному действию гравитационного поля материнской планеты и воздействию со стороны других крупных спутников Юпитера, Европы и Ганимеда. В результате влияния космической гравитации в недрах спутника между корой и внутренними слоями возникает трение, порождающее естественный нагрев материи.

Для астрономов и геологов, занимающихся изучением строения объектов Солнечной системы, Ио представляет собой реальный и действующий полигон, где сегодня происходят процессы, характерные для раннего периода формирования нашей планеты. Ученые во многих областях науки сегодня тщательно изучают геологию этого небесного тела, делая уникальный спутник Юпитера Ио объектом пристального внимания.

Самое геологически активное небесное тело Солнечной системы имеет диаметр 3630 км. Размеры Ио не такие уж большие, в сравнении с другими спутниками Солнечной системы. По своим параметрам спутник занимает скромное четвертое место, пропуская вперед огромных Ганимеда, Титана и Каллисто. Диаметр Ио только на 166 км. превышает диаметр Луны — спутника Земли (3474 км).

Спутник ближе всех расположен к материнской планете. Расстояние от Ио до Юпитера составляет всего 420 тыс. км. Орбита имеет практически правильную форму, разница между перигелием и апогелием составляет всего 3400 км. Объект несется по круговой орбите вокруг Юпитера с огромной скоростью 17 км/с, совершая полный оборот вокруг него за 42 земных часа. Движение по орбите осуществляется синхронно с периодом вращения Юпитера, поэтому Ио всегда повернуто к нему одним и тем же полушарием.

Основные астрофизические параметры небесного тела следующие:

• масса Ио составляет 8,93х1022кг, что в 1,2 раза больше массы Луны;
• плотность спутника составляет 3,52 г/см3;
• величина ускорения свободного падения на поверхности Ио равна 1,79 м/с2.

Наблюдая за положением Ио в ночном небе, легко определить стремительность его движения. Небесное тело постоянно меняет свое положение относительно планетарного диска материнской планеты. Несмотря на довольно внушительное собственное гравитационное поле спутника, Ио не в состоянии содержать постоянно плотную и однородную атмосферу. Тонкая газовая оболочка вокруг луны Юпитера — практически космический вакуум, не препятствует выбросу продуктов извержения в космическое пространство. Этим и объясняется огромная высота столбов вулканических выбросов, происходящих на Ио. В отсутствие нормальной атмосферы на поверхности спутника преобладают низкие температуры, до -183° С. Однако такая температура не является однородной для всей поверхности спутника. На инфракрасных снимках, полученных с космического зонда «Галилео», была видна неоднородность температурного слоя поверхности Ио.

На основной площади небесного тела преобладают низкие температуры. На температурной карте такие области окрашены в синий цвет. Однако в ряде мест на поверхности спутника имеются ярко-оранжевые и красные пятна. Это районы наибольшей вулканической активности, где на обычных снимках извержения видны и хорошо просматриваемы. Вулкан Пеле и лавовый поток Локе — самый горячие области на поверхности спутника Ио. Температура в этих областях варьируется в пределах 100-130° ниже нуля по шкале Цельсия. Маленькие красные точки на температурной карте — кратеры действующих вулканов и места разломов в коре. Здесь температура достигает значений 1200-1300 градусов Цельсия.

Структура спутника

Не имея возможности высадиться на поверхность, ученые сегодня активно работают над моделированием структуры юпитерианской луны. Предположительно спутник состоит из силикатных пород, разбавленных железом, что свойственно строению планет земной группы. Это подтверждает и высокая плотность Ио, которая выше чем у ее соседей — Ганимеда, Каллисто и Европы.

Современная модель, составленная на основе данных, полученных космическими зондами, выглядит следующим образом:

• в центре спутника железное ядро (сульфид железа), составляющее 20% массы Ио;
• мантия, состоящая из минералов астероидной природы, находится в полужидком состоянии;
• жидкий подповерхностный слой магмы толщиной 50 км;
• литосфера у спутника состоит из соединений серы и базальта, достигая толщины 12-40 км.

Оценивая данные, полученные при моделировании, ученые пришли к выводу, что у спутника Ио ядро должно иметь полужидкое состояние. Если в нем присутствуют вместе с железом соединения серы, его диаметр может достигать 550-1000 км. Если же это полностью металлизированная субстанция, размеры ядра могут колебаться в пределах 350-600 км.

Ввиду того, что при исследованиях спутника не было обнаружено магнитного поля, процессы конвекции в ядре спутника отсутствуют. На этом фоне возникает естественный вопрос, каковы же истинные причины такой интенсивной вулканической деятельности, откуда вулканы Ио черпают свою энергию?

Незначительные размеры спутника не позволяют говорить о том, что разогрев недр небесного тела осуществляется за счет реакции радиоактивного распада. Основной источник энергии внутри спутника – приливное воздействие своих космических соседей. Под действием гравитации Юпитера и соседних спутников Ио совершает колебания, двигаясь по собственной орбите. Спутник словно раскачивается, испытывая во время движения сильную либрацию (равномерное покачивание). Эти процессы приводят к искривлению поверхности небесного тела, вызывая термодинамический нагрев литосферы. Это можно сравнить с изгибом металлической проволоки, которая в месте сгиба сильно нагревается. В случае с Ио все перечисленные процессы происходят в поверхностном слое мантии на границе с литосферой.

Спутник покрыт сверху отложениями — результатами вулканической деятельности. Их толщина варьируется в диапазоне 5-25 км в местах основной локализации. По своему цвету, это темные пятна, сильно контрастирующие с ярко-желтой поверхностью спутника, вызванные излияниями силикатной магмы. Несмотря на большое число действующих вулканов, общая площадь вулканических кальдер на Ио не превышает 2% от площади поверхности спутника. Глубина вулканических кратеров незначительна и не превышает 50-150 метров. Рельеф на большей части небесного тела равнинный. Только на некоторых участках присутствуют массивные горные цепи, например, комплекс вулкана Пеле. Помимо этого вулканического образования на Ио выявлены горный массив вулкана Патера Ра, горные цепи и массивы различной протяженностью. У большинства из них имеются названия, созвучные земным топонимам.

Вулканы спутника Ио и его атмосфера

Самыми любопытными объектами на спутнике Ио являются его вулканы. Размеры областей с повышенной вулканической активностью колеблются в диапазоне от 75 до 300 км. Еще первый «Вояджер» во время своего полета зафиксировал на Ио процесс извержения сразу восьми вулканов. Через несколько месяцев снимки, сделанные космическим кораблем «Вояджер» в 1979 году, подтвердили информацию, что извержения в указанных точках продолжаются. На том месте, где располагается самый крупный вулкан Пеле, была зафиксирована самая высокая температура на поверхности, +600 градусов по Кельвина.

Последующие изучения информации с космических зондов позволили ученым-астрофизикам и геологам разделить все вулканы Ио по следующим типам:

• самые многочисленные вулканы, которые имеют температуру 300-400 К. Скорость выброса газов составляет 500 м/с, а высота столба выбросов не превышает 100 км;
• ко второму типу относятся самые горячие и самые мощные вулканы. Здесь можно говорить о температурах в 1000К в самой кальдере вулкана. Для этого типа характерны высокая скорость выброса — 1,5 км/с, гигантская высота газового султана – 300-500 км.

Вулкан Пеле принадлежит как раз ко второму типу, имея кальдеру диаметром 1000 км. Отложения в результате извержений этого гиганта занимают огромную площадь — один млн. километров. Не менее интересным выглядит и другой вулканический объект – Патера Ра. С орбиты этот участок поверхности спутника напоминает морское головоногое животное. Змеевидные лавовые потоки, отходящие от места извержения, протянулись на 200-250 км. Тепловые радиометры космических аппаратов не позволяют точно определить природу этих потоков, как и в случае с геологическим объектом Локи. Диаметр его составляет 250 км и по всей вероятности это озеро, наполненное расплавленной серой.

Высокая интенсивность извержений и огромные масштабы катаклизмов не только постоянно меняют рельеф спутника и ландшафт на его поверхности, но и формируют газовую оболочку — подобие атмосферы.

Основной компонент атмосферы спутника Юпитера — диоксид серы. В природе это сернистый газ, не имеющий цвета, однако обладающий резким запахом. В качестве дополнения наряду с диоксидом серы в газовой прослойке Ио выявлены монооксид серы, хлорид натрия, атомы серы и кислорода.

Диоксид серы на Земле является распространенной пищевой добавкой, которая активно применяется в пищевой промышленности в качестве консерванта Е220.

Тонкая атмосфера спутника Ио неравномерна по своей плотности и толщине. Этим же непостоянством характеризуется и атмосферное давление спутника. Максимальное значение атмосферного давления Ио составляет 3 нбар и наблюдается в районе экватора на полушарии, обращенном к Юпитеру. Минимальные значения атмосферного давления выявлены на ночной стороне спутника.

Султаны раскаленных газов — не единственная визитная карточка спутника Юпитера. Даже при условии наличия сильно разряженной атмосферы, в экваториальной области над поверхностью небесного тела можно наблюдать сияния. Эти атмосферные явления связаны с воздействием космической радиации на заряженные частицы, поступающие в верхние слои атмосферы в процессе извержения вулканов Ио.

Исследования спутника Ио

Детальное исследование планет газовых гигантов и их систем началось в 1973-74 годах с миссий космических автоматических зондов «Пионер-10» и «Пионер-11». Эти экспедиции предоставили ученым первые снимки спутника Ио, на основании которых уже были сделаны более точные расчеты размеров небесного тела и его астрофизических параметров. Следом за «Пионерами» к Юпитеру отправились два американские космических зонда «Вояджер-1» и «Вояджер-2». Второму аппарату удалось максимально приблизиться к Ио на расстояние 20 тыс. км и сделать более качественные снимки с близкого расстояния. Именно благодаря работе «Вояджеров» астрономы и астрофизики получили информацию о наличии на этом спутнике активной вулканической деятельности.

Миссию первых космических зондов, изучавших космическое пространство около Юпитера, продолжил аппарат НАСА «Галилео», запущенный в 1989 году. Спустя 6 лет корабль добрался до Юпитера, став его искусственным спутником. Параллельно с изучением планеты-гиганта автоматический зонд Галилео сумел передать на Землю данные о поверхности спутника Ио. Во время орбитальных полетов с борта космического зонда в земные лаборатории поступала ценная информация о строении спутника и данные о его внутренней структуре.

После непродолжительного перерыва в 2000 году эстафету в изучении самого уникального спутника Солнечной системы перехватил космический зонд НАСА и ЕКА «Кассини-Гюйгенс». Изучение и обследованием Ио аппарат занимался во время своего долгого путешествия к Титану — спутнику Сатурна. Самые последние данные о спутнике были получены с помощью современного космического зонда «Новые горизонты», пролетевшего вблизи Ио в феврале 2007 года по дороге к поясу Койпера. Новую порцию снимков представили ученым наземные обсерватории и космический телескоп «Хаббл».

В настоящее время на орбите Юпитера работает аппарат НАСА «Юнона». Помимо исследования Юпитера его инфракрасный спектрометр продолжает изучение вулканической деятельности спутника Ио. Данные, передаваемые на Землю, позволяют ученым осуществлять мониторинг действующих вулканов на поверхности этого интереснейшего небесного тела.

Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

> Ио

Ио – самый вулканически активный спутник в Солнечной системе группы Галилея: таблица параметров, обнаружение, имя, исследования с фото, состав и поверхность.

Ио - наиболее вулканчески активный спутник Юпитера в Солнечной системы.

Чем глубже продвигаемся в систему, тем больше тайн раскрываем. Наиболее интересными стали 4 крупнейших спутника Юпитера, именуемые галилейскими лунами. Ио привлекает внимание из-за вулканической активности (более 400 действующих вулканов).

Обнаружение и имя спутника Ио

В 1610-м году Галилео Галилей заметил спутник при помощи обновленного телескопа собственного изобретения. Но он не мог отличить его от Европы, поэтому воспринял как единую световую точку. Но на следующий день разглядел отдельные тела.

В 1614 году Симон Мариус утверждал, что заметил спутники самостоятельно. Интересно, что именно его имена приняли в качестве официальных обозначений, ведь ранее их просто перечисляли римскими цифрами.

Ио была любовницей Зевса. Происходила из линии потомков Геракла и служила жрицей в храме Геры. Все ее формирования получили имена от божеств, связанных с огнем и громом, а также персонажей и локаций из произведения Данте.

Сейчас в МАС записано 225 вулканов, плато, гор и крупных альбедо. Можно встретить Прометея, Тваштар Патера или Пан Менса.

Размер, масса и орбита спутника Ио

При радиусе в 1821.6 км и массе – 8.93 х 10 22 кг он достигает лишь 0.266 земного размера и 0.015 раз массивности. Средняя удаленность от планеты – 421700 км, но из-за эксцентриситета в 0.0041 может подходить на 420000 км и отдаляться на 432400 км.

Это наиболее внутренний спутник среди группы Галилея, а орбитальный путь проходит между Фивой и Европой. Пребывает в приливном блоке и всегда смотрит на Юпитер одной стороной. Активность вулканов на Ио - уникальное явление, которое еще предстоит изучить.

На прохождение орбитального пути тратит 42.5 часов при резонансе 2:1 с Европой и 4:1 с Ганимедом. Эти показатели повлияли на эксцентриситет, что стало изначальным источником для нагрева и геологической активности.

Состав и поверхность спутника Ио

С плотностью в 3.528 г/см 3 Ио обходит любую луну в системе. Объект представлен силикатной породой и железом. По наполнению ближе к планетам земного типа. Кора и мантия богаты на силикаты, а ядро выполнено из железа и сульфида железа. Последнее охватывает 20% массы спутника, а в радиусе простирается на 350-650 км. Но это в том случае, если состоит и железа. При добавлении серы охват в радиусе увеличится до 550-900 км.

Мантия на 75% состоит из магния и высокого уровня железа. Литосфера из базальта и серы занимает 12-40 км.

Анализ магнитных и тепловых потоков показал, что магматический океан расположен на глубине в 50 км, занимает такую же толщину и 10% мантии. Температурная отметка задерживается на 1200°С.

Главным источником нагрева выступает приливной изгиб, созданный орбитальным резонансом с Европой и Ганимедом. На нагревание также влияет удаленность луны от планеты, показатель эксцентриситета, состав и физическое состояние.

Приливной блок приводит к трению, что повышает градус внутри Ио. Это вызывает вулканическую активность и выбросы лавы на высоту в 500 км. Поверхностный слой практически полностью лишен кратеров и укрыт равнинами, горами, ямами и вулканическими потоками. На это намекает и яркий внешний вид.

На поверхности всегда есть двуокись серы, создающая крупные былые и серые участки. Атомная сера формирует желтые и желто-зеленые территории. Сера на полярных участках проходит сквозь радиационное влияние, из-за чего краснеет.

На луне практически нет воды, хотя в некоторых областях сохранились ледяные залежи. Горы в среднем вытягиваются на 6 км, а максимальная отметка достигает 17.5 км на южной стороне. Они изолированы и не обладают видимыми глобальными тектоническими рисунками.

Большая часть гор создается из-за сжиманий в литосфере, к чему приводят глубинные сдвиги.

Горы выполнены в различных формах и представлены плато и наклонными блоками. Те, что связаны с вулканами, напоминают щитовые вулканы с резкими склонами. Обычно они уступают по размерам остальным (1-2 км в высоту и 40-60 км в ширину).

Активные вулканы на спутнике Ио

Перед вами первый по вулканической активности объект в системе. Его поверхность укрыта сотнями вулканов и лавовыми потоками. Это не только создает лавовые выбросы на 500 км в высоту, но и влияет на геологию.

К примеру, масштабные извержения приводят к потокам в сотни километров, представленные базальтовыми силикатами, железом и магнием. В пространство высвобождаются сера, двуокись серы и зола.

Активность вулканов также создает многочисленные углубления, простирающиеся на 41 км и больше.

Атмосфера спутника Ио

Слабый атмосферный слой состоит из двуокиси серы, монооксида серы, атомной серы, хлорида натрия и кислорода. Давление колеблется от 3.3 х 10 -5 до 3 х 10 -4 Па. На ночной стороне может упасть к 0.1 х 10 -7 Па.

Температура также колеблется от -163.15°С до -183.15°С, но максимальная поднимается до 1526.85°С. Уровень атмосферной плотности выше всего в вулканических хребтах, что вызывает пополнение атмосферы. Вулканические шлейфы выступают источником для диоксида серы. В секунду выпускают 104 кг, но большая часть конденсируется к поверхности.

Элементы вроде NaCl, SO, S и O поступают из вулканической дегазации. Полярные сияния формируются из-за контакта заряженных частичек магнитосферы Юпитера с атмосферой спутника. Наиболее яркие события наблюдаются возле экваториальной линии.

Контакт с магнитосферой Юпитера спутника Ио

Ио влияет на создание планетарной магнитосферы. Юпитер вырывает материал из лунной атмосферы на скорости 1 тонна в секунду. Большая часть оказывается на орбите вокруг планеты, формируя нейтральное облако, где присутствует кислород, сера, натрий и калий.

Линии планетарного магнитного поля, пересекающие луну, объединяют атмосферу Ио и нейтральное облако с полярным атмосферным слоем Юпитера. Из-за этого формируется ток, который и создает сияния.

Линии, проходящие мимо лунной ионосферы, также приводят к электрическому току, способному генерировать до 400000 вольт. Из тока возникает индуцированное магнитное поле. Подобное нашли и в других галилейских спутниках.

Исследование спутника Ио

Впервые мимо спутника пролетели Пионер-10 (1973) и Пионер-11 (1974). Миссии позволили впервые оценить массивность, состав, высокий уровень плотности, наличие атмосферы и интенсивных радиационных поясов.

В 1979 году пролетели Вояджеры 1 и 2, с чьей помощью удалось получить более качественные изображения. Они впервые продемонстрировали цветной ландшафт. Также сведения показали, что на поверхности много серы и активные вулканы.

В 1995 году к Юпитеру прибыл аппарат Галилео, выполнив близкий подход 7 декабря. Галилео отследил процесс извержения, разобрался в составе и определил поверхностные изменения с момента прилета Вояджеров.

Миссию дважды расширяли в 1997-м и 2000-м гг. За это время Галилео 6 раз пролетел мимо Ио, что позволило четко определить геологические процессы и исключить магнитное поле.

В 2000 году Кассини приблизился и отдалился от системы Юпитера, что позволило провести совместный обзор. Это привело к находке нового шлейфа и лучшего понимания сияний.

В 2007 году мимо системы пролетел Новые Горизонты, добывший множество изображений поверхности, шлейфов и новых источников струй.

В 2011 году стартовал аппарат Юнона, который теперь следит за планетой и ее спутниками. За вулканической деятельностью удается наблюдать благодаря ИК-спектрометру. В 2022 году могут запустить миссию JUICE, которая сможет рассмотреть вулканы за 2 года, пока не установится на орбиту Ганимеда.

Планировалось отправить миссию IVO в 2021 году, но она не получила одобрения. Ио считается одной из наиболее интересных лун и самой плотной в системе. Несмотря на множество вулканов, она местами крайне морозная и переполнена электричеством. Возможно, в будущем мы сможем использовать индуцированное магнитное поле в своих целях. Но вулканы не подпустят близко колонистов. Ниже расположена карта спутника Юпитера Ио.

Таким образом вы узнали, спутником какой планеты является Ио.

Нажмите на изображение, чтобы его увеличить

Орбита = 422 000 км от Юпитера
Диаметр = 3630 км
Масса = 8.93*1022 кг

Ио - третий по величине и ближайший спутник Юпитера. Ио немного больше, чем Луна - спутник Земли. Ио была первой возлюбленной Зевса (Юпитера), которую он превратил в корову, чтобы попытаться скрыть от ревнивой Геры. Ио открыли Галилей и Мариус в 1610 году.

В отличие от большинства спутников во внешней солнечной системе Ио и Европа подобны по составу планетам земной группы, прежде всего наличием силикатных горных пород. Последние данные со спутника Galileo показывают, что Ио имеет железное ядро (возможно, смесь железа с сульфидом железа) радиусом по крайней мере 900 км.

Поверхность Ио радикально отличается от поверхности любого другого тела Солнечной системы. Это было совершенно неожиданным открытием, сделанным учеными с помощью корабля Voyager. Они ожидали увидеть поверхность, покрытую кратерами, как на других телах с твердой поверхностью, и оценить по ним возраст поверхности Ио. Но на Ио найдено очень мало кратеров, следовательно, его поверхность очень молода.

Вместо кратеров Voyager 1 обнаружил сотни вулканов. Некоторые из них активны! Фотографии извержений с факелами высотой 300 км были переданы на Землю кораблями Вояджером и Галилео. Это было первое реальное доказательство того, что ядра других тел земной группы также горячи и активны. Материал, прорывающийся из вулканов Ио, является некоторой разновидностью серы или двуокиси серы. Вулканические извержения быстро изменяются. Только за четыре месяца, прошедшие между полетами Voyager 1 и Voyager 2, некоторые из вулканов перестали действовать, но появились другие.

Недавние изображения, полученные с помощью телескопа NASA c инфракрасной камерой в Mauna Kea на Гавайях, показывают новое и очень большое извержение. Изображения с Galileo также показывают много изменений со времени полета Вояджера. Эти наблюдения подтверждают, что поверхность Ио действительно очень активна.

Ландшафты Ио удивительно разнообразны: котлованы глубиной до нескольких километров, озера расплавленной серы (ниже справа), горы, которые не являются вулканами, потоки из какой-то вязкой жидкости (некая разновидность серы?), тянущиеся на сотни километров, и вулканические жерла. Сера и серосодержащие смеси дают широкий диапазон цветов, которые наблюдаются на снимках Ио.

Анализ снимков, полученных Вояджером, приводил ученых к предположению о том, что потоки лавы на поверхности Ио состоят главным образом из расплавленной серы с различными примесями. Однако последовательные наземные инфракрасные исследования указывают, что они слишком горячи для того, чтобы быть жидкой серой. Одна из идей по этому поводу состоит в том, что лава на Ио является расплавленной силикатной горной породой. Недавние наблюдения указывают, что это вещество может содержать натрий.

Некоторые из самых горячих пятен на Io достигают температур 1500 K, хотя средняя температура намного ниже, приблизительно 130 K.

Энергию для всей этой активности Ио, возможно, получает благодаря приливным взаимодействиям с Европой, Ганимедом и Юпитером. Хотя Ио, подобно Луне, всегда повернута одной и той же стороной к Юпитеру, все же влияние Европы и Ганимеда вызывает небольшие колебания. Эти колебания вытягивают и изгибают поверхность Ио на целых 100 метров и генерируют теплоту, в результате чего поверхность нагревается.

Ио пересекает линии магнитного поля Юпитера, генерируя электрический ток. Хотя он мал по сравнению с приливным нагревом, этот ток может нести более чем 1 триллион Вт. Недавние данные с Galileo указывают, что Ио может иметь собственное магнитное поле, как Ганимед. На Ио очень разряженная атмосфера, состоящая из двуокиси серы и, возможно, некоторых других газов. В отличие от других спутников Юпитера, на Ио очень мало или вообще нет воды.

Согласно последним данным космического корабля Galileo вулканы на Ио очень горячи и включают в себя незнакомые ингредиенты. Спектрометр ближнего инфракрасного диапазона, установленный на Galileo, обнаружил чрезвычайно высокие температуры внутри вулканов. Они оказались намного выше, чем считалось ранее. Спектрометр способен обнаруживать тепло вулкана и указывать расположение различных материалов на поверхности Ио.

Внутри вулкана Пеле (Pele), названного по имени мифологической Полинезийской богини огня, температура намного выше температуры внутри любого из вулканов на Земле - она составляет около 1500° С. Возможно, что миллиарды лет назад вулканы на Земле были такими же горячими. Теперь ученых интересует следующий вопрос: все ли вулканы на Ио извергают такую горячую лаву, или большинство вулканов подобны базальтовым вулканам на Земле, которые выбрасывают лаву с более низкими температурами - около 1200° С?

Еще до того, как Galileo подлетел близко к Ио в конце 1999 - начале 2000 года, было известно, что на Ио есть два больших вулкана с очень высокой температурой. Теперь же Galileo обнаружил, что на Ио существует больше высокотемпературных районов, чем показывали отдаленные наблюдения. Это означало, что на Ио могут быть и намного меньшие вулканы с очень горячей лавой.

Один из наиболее активных вулканов на Ио - вулкан Прометей. Его выбросы газа и пыли были зафиксированы и ранее космическим кораблем Voyager, и теперь - Galileo. Вулкан окружен кольцом яркой двуокиси серы.

Как уже было сказано, спектрометр, установленный на борту Galileo, может распознавать различные вещества путем определения их способности поглащать или отражать свет. Таким образом был обнаружен не известный до сих пор материал. По предположениям ученых это мог быть минерал, содержащий железо, типа пирита, присутствующий в силикатной лаве. Но дальнейшие исследования показали, что, вероятнее всего, это вещество не поднимается на поверхность вместе с лавой, а скорее выбрасывается вулканическими факелами. Возможно, что идентификация этого таинственного состава потребует экспериментов в лаборатории при использовании данных наблюдений космического корабля.

Ио имеет твердое металлическое ядро, окруженное каменной мантией, как у Земли. Но под действием гравитации Луны форма Земли искажается слабо. А вот форма Ио под влиянием Юпитера искажается гораздо сильнее. Фактически, Ио постоянно имеет овальную форму из-за вращения и приливного влияния Юпитера. Корабль Galileo измерил полярную гравитацию Ио, когда облетал его в мае 1999 года. При известном гравитационном поле можно определить внутреннюю структуру Ио. Взаимосвязь между полярной и экваториальной гравитацией показывает, что Ио имеет большое металлическое ядро, по большей части железное. Металлическое ядро Земли генерирует магнитное поле. Пока не известно, генерирует ли металлическое ядро Ио свое магнитное.