De viktigaste astronomiska upptäckterna i rymdutforskningens historia är associerade med namnet Galileo Galilei. Det var tack vare den här begåvade och ihärdiga italienaren att världen 1610 först lärde sig om förekomsten av de fyra månen Jupiter. Inledningsvis fick dessa himmelska objekt ett kollektivt namn - Galileiska satelliter. Senare fick varje av dem ett namn: Io, Europa, Ganymede och Callisto. Var och en av Jupiters fyra största satelliter är intressant på sin egen väg, men det är Io-satelliten som skiljer sig bland de andra galileiska satelliterna. Denna himmelska kropp är den mest exotiska och ovanliga bland andra syften av solsystemet.
Vad är ovanligt i satelliten Io?
Redan med en observation genom ett teleskop står satelliten Io ut för sitt utseende bland andra satelliter i solsystemet. Istället för den vanliga grå och leriga ytan har den himmelska kroppen en ljusgul skiva. Under 400 år kunde man inte hitta orsaken till en ovanlig färg på Jupiter-satelliten. Endast i slutet av 1900-talet, tack vare flygningarna av automatiska rymdsonder till jätte Jupiter, var det möjligt att få information om de galileiska satelliterna. Som det visade sig är Io kanske det mest vulkaniskt aktiva föremålet för solsystemet när det gäller geologi. Detta bekräftades av det stora antalet aktiva vulkaner som upptäcktes på Jupiters satellit. Hittills har de identifierat ca 400 och det ligger på området, vilket är 12 gånger mindre än vårt planet.
Ytan på satelliten Io är 41,9 kvadratmeter. kilometer. Jorden har en yta på 510 miljoner km, och på dess yta idag finns det 522 aktiva vulkaner.
I storlek överstiger många IO-vulkaner storleken på markbundna vulkaner. Enligt utbrottets intensitet, deras varaktighet och kraft överstiger den vulkaniska aktiviteten på Jupiters satellit över de liknande markbundna indikatorerna.
Vissa vulkaner i denna satellit avger en stor mängd giftiga gaser till en höjd av 300-500 km. Samtidigt är ytan på den mest ovanliga satelliten i Solar System Io en stor slätt, i mitten där det finns ett enormt bergsområde delat av stora lavaflöden. Medelhöjderna av bergformationerna på Io är 6-6,5 km, men det finns också bergstoppar här, mer än 10 km höga. Till exempel har berget South Boosavla en höjd av 17-18 km och är den högsta toppen av solsystemet.
Nästan hela ytan av satelliten är resultatet av århundraden gamla utbrott. Enligt instrumentala studier som genomförts från Voyager-1, Voyager-2-rumproberna och andra anordningar är det huvudsakliga ytmaterialet i Io-satelliten frusen svavel, svaveldioxid och vulkanisk aska. Varför flerfärgade områden på ytan av satelliten så mycket. Detta beror på det faktum att aktiv vulkanism ständigt bildar den karakteristiska kontrast av färgningen av ytan av satelliten Io. Ett objekt kan ändra sin ljusgula färg till vit eller svart under en kort tid. Produkterna av vulkanutbrott bildar en tunn och heterogen komposition av atmosfären i satelliten.
En sådan vulkanisk aktivitet är orsakad av egenskaperna hos den himmelska kroppens struktur, som ständigt utsätts för tidvattenverkan av moderplanets gravitationsfält och effekterna av andra stora satelliter av Jupiter, Europa och Ganymede. Som ett resultat av påverkan av kosmisk tyngdkraft i satellitens djup uppstår friktion mellan skorpan och de inre skikten, vilket genererar naturlig uppvärmning av materialet.
För astronomer och geologer som studerar objektets struktur i solsystemet, är Io en riktig och aktiv testplats, där processer som är karakteristiska för den tidiga perioden för vår planetens uppkomst förekommer. Forskare inom många vetenskapsområden studerar noggrant geologin i denna himmelska kropp, vilket gör den unika satelliten i Jupiter Io till föremål med stor uppmärksamhet.
Intressanta fakta om satelliten Io
Den mest geologiskt aktiva himmelska kroppen i solsystemet har en diameter på 3 630 km. Ios dimensioner är inte så stora jämfört med andra satelliter i solsystemet. Med avseende på dess parametrar tar satelliten en blygsam fjärde plats, som passerar den enorma Ganymede, Titan och Callisto. Diametern av Io är bara 166 km. överskrider diametern för månen - jord satelliten (3474 km).
Satelliten ligger närmast moderplaneten. Avståndet från Io till Jupiter är bara 420 tusen km. Banan har nästan rätt form, skillnaden mellan perihelion och apogelium är bara 3400 km. Objektet rusar i en cirkulär omlopp runt Jupiter med en enorm hastighet på 17 km / s, vilket gör en komplett rotation runt den på 42 jordtimmar. Rörelse i omlopp är synkroniserad med rotationsperioden för Jupiter, så jag är alltid vänd mot honom av samma halvklot.
De huvudsakliga astrofysiska parametrarna för en celestial kropp är följande:
- Ios massa är 8,93x1022kg, vilket är 1,2 gånger Månens massa;
- satellitens densitet är 3,52 g / cm3;
- accelerationen på grund av gravitationen på ytan av Io är 1,79 m / s2.
Att observera Io: s läge i natthimlen är lätt att bestämma sin rörelseshastighet. Den himmelska kroppen förändrar ständigt sin position i förhållande till moderplanets planetariska skiva. Trots satellitets ganska imponerande gravitationsfält, kan Io inte upprätthålla en ständigt tät och homogen atmosfär. Det tunna gaskuvertet runt månen av Jupiter är praktiskt taget kosmiskt vakuum, förhindrar inte utsläpp av utbrottsprodukter i yttre rymden. Detta förklarar den enorma höjden av vulkanutstötningspelarna som förekommer på Io. I avsaknad av en normal atmosfär råder låga temperaturer på satellitens yta, ner till -183 ° C. Denna temperatur är emellertid inte enhetlig för hela satellitytan. I de infraröda bilderna som erhölls från Galileo rymdsonden var heterogeniteten hos temperaturskiktet av Io-ytan synlig.
Låg temperatur förekommer på huvudområdet av en himmelleg kropp. På temperaturkartan är sådana områden färgade blåa. På vissa ställen på satellitytan finns det emellertid ljusa orange och röda fläckar. Det här är de områden med störst vulkanaktivitet, där utbrott är synliga och tydligt synliga på vanliga bilder. Pele Volcano och Locke Lava Flow är de hetaste områdena på ytan av Io-satelliten. Temperaturen i dessa områden varierar från 100-130 ° under noll på Celsius-skalan. De små röda prickarna på temperaturkartan är kratrar av aktiva vulkaner och sprickor i skorpan. Här når temperaturen 1200-1300 grader Celsius.
Satellitstruktur
Kan inte landa på ytan, forskarna jobbar nu aktivt med att modellera strukturen i den joviska månen. Förmodligen består satelliten av silikatstenar utspädd med järn, vilket är karakteristiskt för de markbundna planeterna. Detta bekräftas av den höga densiteten av Io, vilket är högre än dess granners - Ganymede, Callisto och Europe.
Den moderna modellen, baserad på data erhållen av rymdprober, är följande:
- i mitten av satelliten utgör järnkärnan (järnsulfid) 20% av massan av Io;
- manteln, som består av mineraler av asteroid natur, är i ett halvvätsket tillstånd;
- flytande magma underlagsskikt 50 km tjockt;
- Satellitlitosfären består av svavel- och basaltföreningar, som når en tjocklek på 12-40 km.
Bedömningen av data som erhållits i simuleringen drog vetenskapsmännen slutsatsen att satellit-Io-kärnan måste ha ett halvflytande tillstånd. Om svavelföreningar är närvarande tillsammans med järn, kan dess diameter nå 550-1000 km. Om det är en helt metalliserad substans, kan kärnans storlek variera mellan 350-600 km.
På grund av det faktum att inget magnetfält upptäcktes under satellitstudier finns det inga konvektionsprocesser i satellitkärnan. Mot den här bakgrunden uppstår en naturlig fråga, vilka är de sanna orsakerna till en sådan intensiv vulkanaktivitet, var drar vulkanerna ihop?
Satellitens mindre storlek tillåter oss inte att säga att uppvärmningen av tarmarna i en celestial kropp utförs på grund av reaktionen av radioaktivt sönderfall. Den främsta energikällan inom satelliten är tidvatteneffekten hos sina kosmiska grannar. Under påverkan av Jupiter och närliggande satellits inflytande, oscillerar Io, som rör sig i sin egen omlopp. Satelliten verkar vara svängande, upplever en stark librering (enhetlig rockning) medan den rör sig. Dessa processer leder till krökningen av ytan av en himmelleg kropp, vilket orsakar termodynamisk uppvärmning av litosfären. Detta kan jämföras med böjningen av en metalltråd, som vid böjningsplatsen är mycket het. När det gäller Io uppträder alla dessa processer i mantelns ytskikt på gränsen till litosfären.
Satelliten är täckt ovan av sediment - resultatet av vulkanaktivitet. Deras tjocklek varierar i intervallet 5-25 km i huvudsak lokalisering. I sin färg är dessa mörka fläckar, starkt kontrasterad med den ljusa gula ytan av satelliten, orsakad av silikatmagas utbrott. Trots det stora antalet aktiva vulkaner överstiger inte den totala ytan av vulkaniska kalderor på Io 2% av satellitytan. Djupet av vulkankratrar är obetydligt och överskrider inte 50-150 meter. Reliefen på det mesta av den himmelska kroppen är platt. Endast i vissa områden finns massiva bergskedjor, till exempel komplexet av Pele vulkanen. Förutom denna vulkanformation på Io, avslöjas bergsmassivet i vulkanen Pater Ra, bergskedjor och massiv av olika längder. De flesta av dem har namn som stämmer överens med jordtyponymer.
Ios vulkaner och dess atmosfär
De mest intressanta objekten på satelliten Io är dess vulkaner. Storleken på områden med ökad vulkanaktivitet sträcker sig från 75 till 300 km. Även den första Voyager under flygningen registrerade utbrottet av åtta vulkaner omedelbart på Io. Några månader senare bekräftade bilderna från Voyager rymdfarkosten 1979 de uppgifter som utbrott på dessa punkter fortsätter. På den plats där den största vulkanen Pele ligger, registrerades den högsta yttemperaturen, +600 grader Kelvin.
Efterföljande studier av information från rymdprober tillåter astrofysiker och geologer att dela upp alla Io-vulkaner i följande typer:
- de mest talrika vulkanerna, som har en temperatur på 300-400 K. Gasutsläppshastigheten är 500 m / s och höjden på utsläppskolonnen överstiger inte 100 km;
- Den andra typen innehåller de hetaste och mest kraftfulla vulkanerna. Här kan du prata om temperaturer i 1000 k i vulkanens kaldera. Denna typ kännetecknas av en hög utstötningshastighet på 1,5 km / s, gigantiska höjden på gassultan är 300-500 km.
Pele Volcano tillhör den andra typen, med en kaldera med en diameter på 1000 km. Inlåning till följd av utbrottet av denna jätte upptar ett stort område - en miljon kilometer. Ett annat vulkaniskt föremål, Pater Ra, ser inte mindre intressant ut. Från bana liknar den här delen av satellitsytan en marin bläckfisk. Serpentin lavaflöden, som sträcker sig från utsprånget, sträckte sig 200-250 km. Termiska radiometrar av rymdfarkoster tillåter inte att bestämma naturen av dessa flöden, vilket är fallet med Loki's geologiska föremål. Diametern är 250 km och sannolikt är denna sjö fylld med smält svavel.
Utbrottets höga intensitet och katastrofernas enorma omfattning förändrar inte bara satellits och landskapets lättnad på dess yta utan även ett gaskuvert - ett slags atmosfär.
Den huvudsakliga delen av atmosfären hos Jupiters satellit är svaveldioxid. I naturen är det en svaveldioxidgas utan färg, men med stark lukt. Förutom svaveldioxid detekterades svavelmonoxid, natriumklorid, svavelatomer och syreatomer i Io-gasskiktet.
Svaveldioxid på jorden är ett vanligt livsmedelstillsats, som används i stor utsträckning inom livsmedelsindustrin som konserveringsmedel E220.
Den tunna atmosfären av satelliten Io är ojämn i dens densitet och tjocklek. Satellitets atmosfärstryck präglas också av denna inkonsekvens. Det maximala värdet av atmosfärstryck Io är 3 nbar och observeras i ekvatorns område i halvklotet, mot Jupiter. Minsta värden på atmosfärstryck finns på nattens sida av satelliten.
Sultanerna av heta gaser är inte det enda visitkortet för Jupiters satellit. Även med närvaron av en starkt dispergerad atmosfär kan auroror observeras i ekvatorialområdet ovanför ytan av en celestial kropp. Dessa atmosfäriska fenomen är associerade med effekten av kosmisk strålning på laddade partiklar in i den övre atmosfären vid utbrott av Io-vulkaner.
Io satellitforskning
En detaljerad studie av planerna av gasjättar och deras system började 1973-74 med uppdrag av Pioner-10 och Pioneer-11 rymdproberna. Dessa expeditioner gav forskare de första bilderna av Io-satelliten, på grundval av vilken mer exakta beräkningar gjordes av den himmelska kroppens storlek och dess astrofysiska parametrar. Bakom pionjärerna sände två amerikanska rymdprober, Voyager 1 och Voyager 2, till Jupiter. Den andra enheten lyckades nå så nära Io som möjligt på ett avstånd av 20 tusen km och göra bättre bilder på nära håll. Det var tack vare Voyagers arbete att astronomer och astrofysiker fick information om förekomsten av aktiv vulkanaktivitet på denna satellit.
Uppdraget av de första rymdproberna, som studerade yttre rymden nära Jupiter, fortsatte av NASA Galileo rymdfarkosten, lanserad 1989. Efter 6 år nådde skeppet Jupiter, som blev sin artificiella satellit. Parallellt med studien av jätteplaneten kunde den automatiska sonden Galileo sända data på ytan av satelliten Io till Jorden. Under orbitalflyg från rymdsonden fick terrestriska laboratorier värdefull information om satellits struktur och data på sin interna struktur.
Efter en kort paus i 2000 avlyssnade NASA och ESA Cassini-Huygens rymdsonden baton i studien av Solens mest unika satellit. Studien och undersökningen av Io-apparaten var förlovad under sin långa resa till Titan - Saturns satellit. Den senaste satellitdata erhölls med hjälp av New Horizons moderna rymdprov, som flög nära Io i februari 2007 på väg till Kuiperbältet. En ny serie bilder presenterade för forskare markobservatorier och Hubble rymdteleskopet.
För närvarande arbetar NASAs Juno rymdfarkoster i Jupiters bana. Förutom studien av Jupiter fortsätter sin infraröda spektrometer att studera den vulkaniska aktiviteten hos satelliten Io. De data som överförs till jorden tillåter forskare att övervaka aktiva vulkaner på ytan av denna intressanta himmelska kropp.
