Содержание
Открытие спутника
Открытие Ио связывают с именем итальянского ученого Галилео Галилея. Именно он в 1610 году, вооружившись самодельным телескопом с 20-кратным увеличением, разглядел четыре спутника Юпитера. Правда, Европу и Ио он принял за одну точку и только на второй день после открытия понял, что это два разных небесных тела.
Ио называют «Адской топкой», «Космическим адом», «Вулканической преисподней», «Кипящим котлом». Эти названия характеризуют спутник не с самой лучшей стороны.
Так как спутник находился ближе всего к Юпитеру, Галилей назвал его Юпитером I. В середине 1800-х годов немецкий астроном Иоганн Кеплер предложил переименовать сателлит в Ио, в честь одной из возлюбленных бога Юпитера. Это название прижилось не сразу, но сегодня оно считается официальным.
Масса и размер
Ио
Тень Ио на Юпитере
Чтобы получить наглядное представление о массе и размерах Ио, сравним спутник Юпитера с Землей.
Сравнение Ио и Земли:
| Показатели | Ио | Земля |
| Радиус, км | 1821 | 6371 |
| Масса, кг | 8.93×10²² | 5.97×10²⁴ |
| Разница между полярным и экваториальным полюсами, км | 25 | 14,2 |
Орбита
Ио в среднем удален от Юпитера на 426,7 тыс. км. Однако орбита спутника имеет форму эллипса, поэтому он то приближается к планете на 421 тыс. км, то отдаляется от нее на 432,4 тыс. км.
Спутник движется по орбите со скоростью 17,3 км/с. Один оборот вокруг Юпитера он совершает за 42,5 часа. В своем вечном движении сателлит всегда повернут к планете одной и той же стороной.
Сравнение Ио и других спутников
Ученые обнаружили у Юпитера 79 спутников. Самые крупные из них — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто, открытые Галилеем.
Сравнение Ио и других галилеевых спутников Юпитера:
| Спутники Юпитера | Плотность, г/см3 | Масса, кг | Экваториальный радиус, км |
| Ио | 3,50 | 8,9х10²² | 1821 |
| Европа | 3,01 | 4,8х10²² | 1659 |
| Ганимед | 1,94 | 1,5х1023 | 2634 |
| Каллисто | 1,83 | 1,1х1023 | 2400 |
Как видим, Ио — третья по величине среди галилеевых лун Юпитера, третья по массе и первая по плотности. В отличие от других спутников Солнечной системы, которые образованы из водяного льда, Ио состоит из расплавленного железного или сернистого железного ядра, окруженного силикатными породами.
Строение
Ио состоит из коры, магмы, мантии и ядра. Кора небесного тела имеет глубину 30-50 км. Она преимущественно состоит из серы и базальта. Поверхность коры, соседствующая с вулканами, покрыта разноцветными озерами расплавленной лавы. На темной стороне спутника простираются обширные равнины из замороженного диоксида серы или обычной серы.
Цвет озер и равнин зависит от их химического состава.
Химические вещества, от которых зависит цвет поверхности Ио:
| Цвет поверхности | Преобладающие химические вещества |
| Желтый | Чистая сера |
| Зеленоватый | Чистая сера |
| Белый | Окислы серы |
| Серый | Окислы серы |
| Красный | Сера, облученная радиацией |
Под корой Ио плещутся моря желеобразной раскаленной магмы, которая является топливом для вулканов. Толщина этого слоя составляет 50 км.
Ниже расположена мантия, которая представляет собой океан расплавленной или частично расплавленной магмы. Мантия на 75% состоит из магния и железа.
В центре Ио находится твердое ядро, вес которого составляет 20% от массы небесного тела. Ученые предполагают, что если в ядре преобладает сера, то его радиус составляет 550-900 км, если железо — то 350-650 км.
Атмосфера
У Ио есть тонкий и слабый слой атмосферы, наполненный вулканическими газами. В его состав входят:
- чистая сера;
- кислород;
- простая окись серы;
- двуокись серы;
- хлористый натрий.
Ежесекундно из недр планеты через вулканы выделяется примерно 100 кг двуокиси серы. Значительная часть этого вещества остается у поверхности небесного тела, остальная попадает в атмосферу.
Температура
На сателлите наблюдается самый широкий разброс температур среди всех спутников Солнечной системы. В районах с вулканической активностью невероятно жарко. Здесь зарегистрирован температурный максимум в 1527 °С. Рядом с вулканами плещутся озера расплавленной магмы. Вдали от вулканов средняя температура составляет –163–183°С. Здесь лежат толстые снежные шапки.
Мощные извержения
На загадочном спутнике Юпитера существует около 400 вулканов. Извержения некоторых из них настолько мощные, что за ними можно наблюдать с Земли с помощью телескопа.
Иногда над корой небесного тела поднимаются гигантские фонтаны серы, скальной породы и твердых частиц. После таких выбросов на поверхности Ио появляются реки лавы длиной в сотни километров.
Мощная геологическая активность выделяет Ио из ряда других естественных лун Солнечной системы. Большинство тел такого размера являются устойчивыми, период их тектонической активности закончился миллионы лет назад, либо перешел в финальную стадию.
Интересные факты:
- Земля и Ио — два единственных небесных тела с вулканической активностью в Солнечной системе.
- Во время некоторых извержений выделяется до 20 трлн ватт энергии. Это в тысячи раз больше, чем во время вулканической деятельности на Земле.
- Высота фонтанов лавы достигает 500 км. Иногда потоки серы выбрасываются в космос. Частицы этого вещества долетают даже до поверхности соседней Европы.
Ледяные шапки и снег из серы
Ученые уверены, что когда Ио формировался на орбите Юпитера, на нем был лед. Однако из-за излучения главной планеты вода с поверхности спутника испарилась. Если присмотреться к фотографиям сателлита, то кое-где можно увидеть обширные снежные шапки. Но это необычный снег, это пласты замороженной серы.
Когда солнечные лучи снова касаются поверхности сателлита, снег тает и диоксид серы вновь принимает газообразную форму и устремляется в атмосферу. Таким образом, слабая, нестабильная атмосфера Ио находится в бесконечном ритме разрушения и возрождения.
Полярные сияния
Как выяснили ученые, поверхность Ио покрыта вулканами, которые выбрасывают плазму в космос навстречу магнитосфере Юпитера. На границе соприкосновения плазмы и мощного поля Юпитера возникают полярные сияния и облака из кислорода, натрия, калия и серы. Самые яркие вспышки появляются вдоль экватора сателлита.
Зловоние
Возможно, это прозвучит странно, но Ио — самое зловонное место Солнечной системы. Здесь стоит жуткий запах тухлых яиц. Но откуда берется это адское амбре? Все дело в двуокиси серы, которую вулканы выбрасывают в атмосферу спутника.
Это химическое соединение и является источником неприятного запаха. Что на ваш взгляд лучше: зловонная атмосфера или вакуум? Хотя, какая разница, ведь человек не сможет дышать при любом раскладе.
Основные исследования
До начала ХХ века люди исследовали Ио с помощью слабых самодельных телескопов, поэтому детальное изучить спутник Юпитера было невозможно. Появление в начале ХХ века мощных телескопов позволило продвинуться в исследованиях сателлита. Далее спутник стали изучать с помощью космических станций и зондов.
Изучение Ио с помощью космических станций и зондов:
| Год | Летательный аппарат | Направления исследований |
| 1973-1974 | «Пионер 10», «Пионер 11» | Оценили состав поверхности, атмосферу, радиационные пояса |
| 1979 | «Вояджер 1», «Вояджер 2» | Сделали качественные снимки, обнаружили на поверхности множество вулканов и огромное количество серы |
| 1995-2000 | «Галилео» | Подробно изучили состав поверхности и исследовали другие характеристики сателлита |
| 2000 | «Кассини» | Изучили явление полярных сияний |
| 2007 | «Новые горизонты» | Сделали качественные фотоснимки поверхности спутника |
| 2011 | «Миссия Юнона» | Изучили характер вулканической активности |
Подводим итоги
- Поверхность спутника покрыта вулканами, которые постоянно выбрасывают тонны диоксида серы и других вулканических газов. Газы частично остаются на поверхности, частично устремляются в атмосферу сателлита.
- На сателлите протекают активные тектонические процессы, в результате которых происходят извержения вулканов, появляются и исчезают горы.
- Через каждые 40 часов спутник попадает в тень Юпитера, температура воздуха на нем резко снижается и на поверхность выпадает снег из серы. Когда спутник выходит из тени Юпитера, снег тает и снова переходит в газообразное состояние.
- До ХХ века Ио изучали с помощью телескопов. В XX-XXI веках к небесному телу направили летательные аппараты, которые сделали детализированные фотографии поверхности спутника.
- Ио — самое зловонное место Солнечной системы. Диоксид серы, который тоннами выбрасывается в атмосферу планеты, пахнет тухлыми яйцами.
- Ио — один из самых необычных сателлитов Солнечной системы. Он очень быстро мчится по своей эллипсоидной оси, совершая оборот вокруг Юпитера за 42 часа.
- На Ио температура меняется в границах от –183°С до 1526 °С. Жарче всего в вулканических районах, холоднее всего на оборотной стороне спутника.
Исследования спутников Юпитера продолжаются. В ближайшее время летательный аппарат Juice полетит в сторону Ганимеда и подробнее изучит природу вулканической активности на Ио.
