IO (SATELĪTS): RAKSTURLIELUMI, SASTĀVS, ORBĪTA, KUSTĪBA, STRUKTŪRA - ARTE - 2025

Io ir daļa no četriem Galilejas satelītiem (Io, Europa, Ganymede, Callisto), kas tik nosaukti, jo tos 1610. gadā atklāja Galileo Galilei ar rudimentāru teleskopu, kuru viņš pats uzbūvēja.

Tas ir trešais lielākais no Galilejas satelītiem un no atlikušajiem 75 Jupitera satelītiem. Orbītas rādiusa secībā tas ir piektais satelīts un pirmais no Galilejas. Tās nosaukums cēlies no grieķu mitoloģijas, kurā Io bija viena no daudzajām kalponēm, ar kurām iemīlējās dievs Zevs, kuru romiešu mitoloģijā sauca arī par Jupiteru.

1. attēls. Io ir daļa no četriem satelītiem, kurus 1610. gadā atklāja Galileo Galilei, un no četriem tiem ir vistuvāk planētai. (Wikimedia Commons).

Io ir viena trešdaļa no Zemes diametra un apmēram mūsu satelīta Mēness lieluma. Salīdzinot ar citiem satelītiem Saules sistēmā, Io ir piektajā vietā pēc izmēra, bet priekšā ir Mēness.

Io virsmai ir kalnu grēdas, kas izceļas no plašajiem līdzenumiem. Trieciena krāteri netiek novēroti, un tas norāda, ka tos ir izdzēsusi lielā ģeoloģiskā un vulkāniskā aktivitāte, kas tiek uzskatīta par lielāko no visiem Saules sistēmā. Tās vulkāni rada sēra savienojumu mākoņus, kas paceļas 500 km virs tā virsmas.

Uz tās virsmas ir simtiem kalnu, daži augstāk par Everesta kalnu, kas izveidoti intensīva satelīta vulkānisma dēļ.

Io atklāšana 1610. gadā un citi Galilejas satelīti mainīja mūsu stāvokļa perspektīvu Visumā, jo tajā laikā tika uzskatīts, ka mēs esam visa centrs.

Atklājot "citas pasaules", kā Galileo sauca satelītus, kas griežas ap Jupiteru, Kopernika ierosinātā ideja, ka mūsu planēta griežas ap Sauli, kļuva realizējama un taustāmāka.

Pateicoties Io, pirmo gaismas ātruma mērījumu 1676. gadā veica dāņu astronoms Ole Kristensens Rēmers. Viņš saprata, ka Jupitera Eo aptumsuma ilgums bija par 22 minūtēm īsāks, kad Zeme bija tuvāk Jupiteram nekā kad tas bija vistālākajā vietā.

Tas bija laiks, kas vajadzīgs, lai gaisma pārvietotos pa Zemes orbītas diametru, no turienes Rēmers lēca gaismas ātrumam 225 000 km / s, kas ir par 25% mazāk nekā pašlaik pieņemtā vērtība.

Io vispārīgās īpašības

Kad Voyager misija tuvojās Jovian sistēmai, tajā tika atrasti astoņi Io izvirzošie vulkāni, un, lai arī Galileo misija nespēja atrasties pārāk tuvu satelītam, tā parādīja lieliskus vulkānu izšķirtspējas attēlus. Šo zondi atklāja ne mazāk kā 100 izvirzoši vulkāni.

2. attēls. Io virsma, kas parāda plašos līdzenumus un bagātīgos vulkānus īstās krāsās, ko nofotografēja Galileo zonde. Avots: NASA.

Io galvenās fizikālās īpašības ir:

-Tās diametrs ir 3643,2 km.

-Masa: 8,94 x 10 ²² kg.

-Vidējais blīvums 3,55 g / cm ³ .

-Virsmas temperatūra: (ºC): no -143 līdz -168

-Gravitācijas paātrinājums uz tās virsmas ir 1,81 m / s ² vai 0,185 g.

-Griešanas periods: 1d 18h ​​27,6m

-Tulkošanas periods: 1d 18h ​​27,6m

-Atmosfēra, kas sastāv no 100% sēra dioksīda (SO2).

Io galveno īpašību kopsavilkums

Sastāvs

Visizcilākā Io īpašība ir dzeltenā krāsa, ko izraisa sērs, kas nogulsnējas uz būtībā vulkāniskās virsmas. Šī iemesla dēļ, lai arī milzu Jupitera piesaistītie meteorītu radītie triecieni ir bieži, tie tiek ātri izdzēsti.

Tiek uzskatīts, ka basalti ir bagātīgi pavadoņi, kā vienmēr, dzeltenā krāsā ar sēru.

Izkausēti silikāti ir bagātīgi apvalkā (sīkāku informāciju par iekšējo struktūru skatīt zemāk), savukārt garoza sastāv no sasaldēta sēra un sēra dioksīda.

Io ir blīvākais satelīts Saules sistēmā (3,53 g / cc) un ir salīdzināms ar klinšajām planētām. Mantijas silikāta iezis ieskauj izkausēta dzelzs sulfīda kodolu.

Visbeidzot, Io atmosfēru veido gandrīz 100% sēra dioksīda.

Atmosfēra

Spektrālās analīzes atklāj plānu sēra dioksīda atmosfēru. Kaut arī simtiem aktīvo vulkānu izstaro tonnu gāzu sekundē, satelīts nevar tos noturēt zemā smaguma dēļ, un arī satelīta izbēgšanas ātrums nav ļoti liels.

Turklāt jonizētie atomi, kas atstāj Io apkārtni, ir ieslodzīti Jupitera magnētiskajā laukā, veidojot sava veida virtuli tā orbītā. Tieši šie sēra joni piešķir sarkano krāsu niecīgajam un tuvumā esošajam satelītam Amalthea, kura orbīta ir zemāka par Io.

Plānas un plānas atmosfēras spiediens ir ļoti zems, un tā temperatūra ir zemāka par –140ºC.

Io virsma ir naidīga pret cilvēkiem zemas temperatūras, toksiskās atmosfēras un milzīgā starojuma dēļ, jo satelīts atrodas Jupitera starojuma joslās.

Io atmosfēra izgaist un aizdegas

Sakarā ar Io orbitālo kustību ir laiks, kurā satelīts pārstāj uztvert Saules gaismu, jo Jupiters to aptumšo. Šis periods ilgst 2 stundas, un, kā paredzēts, temperatūra pazeminās.

Patiešām, kad Io saskaras ar Sauli, tā temperatūra ir -143 ºC, bet, kad to aizēno gigantiskais Jupiters, tā temperatūra var pazemināties līdz -168 ºC.

Aptumsuma laikā satelīta plāna atmosfēra kondensējas uz virsmas, veidojot sēra dioksīda ledu un pilnībā izzūd.

Pēc tam, kad aptumsums beidzas un temperatūra sāk celties, kondensētais sēra dioksīds iztvaiko un Io plāna atmosfēra atgriežas. Šādu secinājumu 2016. gadā izdarīja NASA komanda.

Tādējādi Io atmosfēru neveido vulkānu radītās gāzes, bet gan ledus sublimācija uz tās virsmas.

Tulkošanas kustība

Io veic pilnīgu apvērsumu ap Jupiteru 1,7 Zemes dienās, un katru satelīta pagriezienu uz 2 stundām aizēno tā saimnieka planēta.

Milzīgā paisuma spēka dēļ Io orbītā jābūt apļveida, tomēr tas neattiecas uz mijiedarbību ar citiem Galilejas pavadoņiem, ar kuriem tie atrodas orbitālajā rezonansē.

Kad Io aprit 4 gadi, Europa kļūst 2 un Ganymede 1. Ziņkārīgo parādību var redzēt šajā animācijā:

3. attēls. Io un tā māsas pavadoņu orbitāla rezonanse: Ganimīds un Eiropa. Avots: Wikimedia Commons.

Šī mijiedarbība izraisa satelīta orbītas zināmu ekscentriskumu, kas aprēķināts pie 0,0041.

Io mazākais orbitālais rādiuss (periastrums vai perihelijs) ir 420 000 km, savukārt lielākais orbītas rādiuss (apoasters vai afeions) ir 423 400 km, kas dod vidējo orbītas rādiusu 421 600 km.

Orbītas plakne attiecībā pret Zemes orbitālo plakni ir slīpa par 0,040 °.

Io tiek uzskatīts par vistuvāko satelītu Jupiteram, taču patiesībā zem tā orbītas ir vēl četri satelīti, kaut arī ārkārtīgi mazs.

Faktiski Io ir 23 reizes lielāks nekā lielākais no šiem mazajiem satelītiem, kas, iespējams, ir meteorīti, kas ieslodzīti Jupitera gravitācijā.

Mazo pavadoņu vārdi, kas atrodas tuvāk savai saimniecei planētai, ir šādi: Metis, Adrastea, Amalthea un Thebe.

Pēc Io orbītas nākamais satelīts ir Galilejas satelīts: Europa.

Neskatoties uz to, ka Eiropa ir ļoti tuvu Io, tā sastāvs un struktūra ir pilnīgi atšķirīga. Tiek uzskatīts, ka tas tā ir tāpēc, ka šīs nelielās orbītas rādiusa atšķirības (249 tūkstoši km) ievērojami samazina paisuma spēku uz Eiropu.

Io orbīta un Jupitera magnetosfēra

Io vulkāni izpūst jonizētos sēra atomus kosmosā, kuru ieslodzīja Jupitera magnētiskais lauks, veidojot plazmas vadītāju virtulu, kas satelīta orbītā sakrīt.

Tas ir Jupitera pats magnētiskais lauks, kas nes jonizēto materiālu no Io plānas atmosfēras.

Parādība rada 3 miljonu ampēru strāvu, kas pastiprina Jupitera jau jaudīgo magnētisko lauku līdz vairāk nekā divkāršot vērtību, kāda tai būtu, ja nebūtu Io.

Rotējoša kustība

Rotācijas periods ap savu asi sakrīt ar satelīta orbitālo periodu, ko izraisa plūdmaiņas spēks, ko Jupiters ietekmē Io, tā vērtība ir 1 diena, 18 stundas un 27,6 sekundes.

Rotācijas ass slīpums ir niecīgs.

Iekšējā struktūra

Tā kā tā vidējais blīvums ir 3,5 g / cm ^3, tiek secināts, ka satelīta iekšējā struktūra ir akmeņaina. Io spektrālā analīze neatklāj ūdens klātbūtni, tāpēc ledus esamība ir maz ticama.

Saskaņā ar aprēķiniem, kas balstīti uz savāktajiem datiem, tiek uzskatīts, ka satelītā ir maza dzelzs vai dzelzs, kas sajaukta ar sēru, kodols.

Tam seko dziļa un daļēji izkususi akmeņaina mantija un plāna, akmeņaina garoza.

Virsmai ir slikti pagatavotas picas krāsas: sarkana, gaiši dzeltena, brūna un oranža.

Sākotnēji tika uzskatīts, ka garozā ir sērs, bet infrasarkanie mērījumi atklāj, ka vulkāni izstaro lavu 1500ºC temperatūrā, norādot, ka tas sastāv ne tikai no sēra (kurš vārās pie 550ºC), bet arī ir izkusis iezis.

Vēl viens klinšu klātbūtnes pierādījums ir daži kalni ar augstumu, kas dublē Everesta kalnu. Sēram vien nebūtu spēka izskaidrot šos veidojumus.

Io iekšējā struktūra saskaņā ar teorētiskajiem modeļiem ir apkopota šādā ilustrācijā:

4. attēls. Io struktūra. Avots: Wikimedia Commons.

Io ģeoloģija

Planētas vai satelīta ģeoloģisko aktivitāti ietekmē tās iekšējais siltums. Un labākais piemērs ir Io, visdziļākais no Jupitera lielākajiem satelītiem.

Milzīgā saimnieka planētas masa ir liels meteorītu pievilinātājs, piemēram, tas, kuru atcerējās Shoemaker-Levy 9 1994. gadā, tomēr Io neuzrāda trieciena krāterus, un iemesls ir tas, ka intensīvā vulkāniskā aktivitāte tos izdzēš.

Io ir vairāk nekā 150 aktīvi vulkāni, kas pelna pietiekami daudz pelnu, lai apglabātu trieciena krāterus. Io vulkānisms ir daudz intensīvāks nekā Zemei un ir lielākais visā Saules sistēmā.

Tas, kas pastiprina Io vulkānu izvirdumus, ir magmā izšķīdinātais sērs, kas, atbrīvojot spiedienu, virza magmu, izmetot pelnus un gāzi līdz 500 m augstumam.

Pelni atgriežas satelīta virsmā, ap vulkāniem veidojot gružu slāņus.

Saldēta sēra dioksīda dēļ uz Io virsmas tiek novērotas bālganas zonas. Bojājumu plaisās izkususi lava plūst un eksplodē uz augšu.

5. attēls. Zondes New Horizons uzņemtā secība, kas parāda vulkānu, kas izvirda uz Io virsmas. Avots: NASA.

No kurienes nāk Io enerģija?

Tā kā Io ir nedaudz lielāks par Mēnesi, kurš ir auksts un ģeoloģiski miris, rodas jautājums, no kurienes nāk šī mazā Jovijas satelīta enerģija.

Tas nevar būt atlikušais veidošanās siltums, jo Io nav pietiekami liels, lai to noturētu. Tā nav arī tā iekšējā radioaktīvā sabrukšana, jo patiesībā vulkānu izkliedētā enerģija viegli trīskāršo starojuma siltumu, ko izstaro šāda izmēra ķermenis.

Io enerģijas avots ir plūdmaiņas spēks, kas saistīts ar Jupitera milzīgo smagumu un tā tuvumu tam.

Šis spēks ir tik liels, ka satelīta virsma paceļas un nokrīt 100 m. Berze starp klintīm rada šo milzīgo karstumu, kas noteikti ir daudz lielāks nekā sauszemes plūdmaiņu spēkiem, kuri tik tikko par dažiem centimetriem pārvieto kontinentu cieto virsmu.

Milzīgā berze, ko rada gigantiskais paisuma spēks uz Io, rada pietiekami daudz siltuma, lai ģenerētu dziļos slāņus. Sēra dioksīds iztvaiko, radot pietiekamu spiedienu, lai vulkānu radītā magma atdzistu un pārklātu virsmu.

Plūdmaiņas efekts samazinās līdz ar attāluma līdz pievilkšanās centram kubu, tāpēc šis efekts ir mazāk svarīgs satelītos, kas atrodas tālāk no Jupitera, kur ģeoloģijā dominē meteorītu ietekme.

Atsauces

1. 20 minūtes. (2016) Io aptumsuma novērošana atklāj tā noslēpumus. Atgūts no: 20minutos.es
2. Kutners, M. (2010) Astronomija: fiziskā perspektīva. Cambridge University Press.
3. Sēklas un Backman. (2011) .Saules sistēma. Cengage mācīšanās.
4. Wikipedia. Io (satelīts). Atgūts no: es. wikipedia.com
5. Wikipedia. Jupitera satelīti. Atgūts no: es. wikipedia.com
6. Wikipedia. Galilejas satelīts. Atgūts no: wikipedia.com