IO (PALYDOVAS): CHARAKTERISTIKOS, SUDĖTIS, ORBITA, JUDĖJIMAS, STRUKTŪRA - ARTE - 2025

Io yra dalis keturių Galilėjos palydovų (Io, Europa, Ganymede, Callisto), taip pavadintų todėl, kad juos 1610 m. Atrado Galileo Galilei naudodamas pradinį teleskopą, kurį pats pastatė.

Tai yra trečias pagal dydį iš Galilėjos palydovų ir iš likusių 75 Jupiterio palydovų. Pagal orbitos spindulį jis yra penktasis palydovas ir pirmasis iš Galilėjos. Jos vardas kilęs iš graikų mitologijos, kurioje Io buvo viena iš daugelio mergelių, su kuriomis įsimylėjo dievas Dzeusas, romėnų mitologijoje dar vadinamas Jupiteriu.

1 paveikslas. „Io“ yra dalis keturių palydovų, kuriuos „Galileo Galilei“ atrado 1610 m., Ir iš keturių yra arčiausiai planetos. (Wikimedia Commons).

Io yra trečdalis Žemės skersmens ir maždaug mūsų palydovo Mėnulio dydžio. Palyginti su kitais Saulės sistemos palydovais, Io pagal dydį užima penktą vietą, prieš jį einantį Mėnulį.

Io paviršiuje yra kalnų grandinės, išsiskiriančios iš plačių lygumų. Poveikio kraterių nepastebėta, o tai rodo, kad jie buvo ištrinti dėl jų didelio geologinio ir vulkaninio aktyvumo, laikomo didžiausiu iš visų Saulės sistemoje. Jo ugnikalniai sukuria sieros junginių debesis, iškilusius 500 km virš jo paviršiaus.

Jo paviršiuje yra šimtai kalnų, kai kurie aukštesni už Everesto kalną, kurie susidarė dėl intensyvaus palydovo vulkanizmo.

1610 m. Io atradimas ir kiti Galilėjos palydovai pakeitė mūsų padėties Visatoje perspektyvą, nes tuo metu buvo manoma, kad esame visko centras.

Atradus „kitus pasaulius“, kaip Galileo pavadino palydovus, kurie sukasi aplink Jupiterį, Koperniko pasiūlyta idėja, kad mūsų planeta sukasi aplink Saulę, tapo labiau įgyvendinama ir apčiuopiama.

Io dėka pirmąjį šviesos greičio matavimą 1676 m. Atliko danų astronomas Ole Christensenas Rømeris. Jis suprato, kad Jupiterio Io užtemimas truko 22 minutes trumpiau, kai Žemė buvo arčiau Jupiterio nei kai jis buvo toliausiame taške.

Tai buvo laikas, per kurį šviesa turėjo nuvažiuoti Žemės orbitos skersmenį, iš ten Rømeris įvertino šviesos greitį 225 000 km / s, 25% mažiau nei šiuo metu priimta vertė.

Bendrosios Io savybės

Kai „Voyager“ misija priartėjo prie „Jovian“ sistemos, ji rado aštuonis Io išsiveržiančius ugnikalnius, o „Galileo“ misija, negalėdama priartėti prie palydovo, iškėlė puikių ugnikalnių skiriamąją gebą. Ne mažiau kaip 100 išsiveržiančių ugnikalnių aptiko šį zondą.

2 pav. Io paviršius, vaizduojantis dideles lygumas ir gausius ugnikalnius tikromis spalvomis, nufotografuotu „Galileo“ zondo. Šaltinis: NASA.

Pagrindinės fizinės Io savybės yra:

-Jo skersmuo yra 3643,2 km.

-Mass: 8,94 x 10 ²² kg.

-Vidutinis tankis 3,55 g / cm ³ .

- paviršiaus temperatūra: (ºC): nuo -143 iki -168

-Gravitacijos pagreitis jo paviršiuje yra 1,81 m / s ² arba 0,185 g.

-Sukimosi laikotarpis: 1d 18h ​​27,6m

-Vertimo laikotarpis: 1d 18h ​​27,6m

-Atmosfera sudaryta iš 100% sieros dioksido (SO2).

Pagrindinių Io charakteristikų santrauka

Sudėtis

Ryškiausia Io savybė yra geltona spalva, kurią lemia siera, esanti iš esmės vulkaniniame paviršiuje. Dėl šios priežasties, nors milžinišką Jupiterį pritraukiantys meteoritai yra dažni, jie greitai ištrinami.

Manoma, kad basalų gausu palydove, kaip visada, geltonos spalvos siera.

Apvalkalų gausu išlydytų silikatų (vidinę struktūros informaciją žr. Žemiau), o plutą sudaro sušaldyta siera ir sieros dioksidas.

Io yra tankiausias Saulės sistemos palydovas (3,53 g / cm3) ir yra palyginamas su uolėtomis planetomis. Mantijos silikatinė uola supa išlydyto geležies sulfido šerdį.

Pagaliau Io atmosferą sudaro beveik 100% sieros dioksido.

Atmosfera

Spektrinės analizės atskleidžia ploną sieros dioksido atmosferą. Nors šimtai aktyvių ugnikalnių praleidžia toną dujų per sekundę, palydovas negali jų išlaikyti dėl mažo gravitacijos ir palydovo pabėgimo greitis taip pat nėra didelis.

Be to, jonizuotus atomus, kurie palieka Io apylinkes, yra įstrigę Jupiterio magnetinis laukas, sudarydamas savotiškas spurgas jo orbitoje. Būtent šie sieros jonai mažyčiam ir netoliese esančiam palydovui „Amalthea“, kurio orbita yra žemiau Io, suteikia rausvai spalvą.

Plonos ir plonos atmosferos slėgis yra labai žemas, o jos temperatūra yra žemesnė kaip –140ºC.

Io paviršius yra priešiškas žmonėms dėl žemos temperatūros, toksiškos atmosferos ir didžiulės radiacijos, nes palydovas yra Jupiterio radiacijos juostose.

Io atmosfera išnyksta ir užsidega

Dėl Io orbitos judėjimo yra laikas, per kurį palydovas nustoja priimti Saulės šviesą, nes Jupiteris ją užtemdo. Šis laikotarpis trunka 2 valandas ir, kaip tikėtasi, temperatūra nukrenta.

Iš tiesų, kai Io susiduria su saule, jo temperatūra yra -143 ºC, tačiau, kai jį užtemdo milžiniškas Jupiteris, jo temperatūra gali nukristi iki -168 ºC.

Užtemimo metu plona palydovo atmosfera kondensuojasi ant paviršiaus, susidaro sieros dioksido ledas ir visiškai išnyksta.

Tada, kai užtemimas nustoja ir temperatūra pradeda kilti, kondensuotas sieros dioksidas išgaruoja ir Io plona atmosfera grįžta. Tokią išvadą 2016 m. Padarė NASA komanda.

Taigi Io atmosferą formuoja ne ugnikalnių dujos, o sublimavęs ledas jo paviršiuje.

Vertimo sąjūdis

Io per 1.7 Žemės dienas daro visišką revoliuciją aplink Jupiterį, o kiekvieną palydovo posūkį 2 valandas užtemdo pagrindinė planeta.

Dėl didžiulės potvynio jėgos Io orbita turėtų būti apskritimo formos, tačiau taip nėra dėl sąveikos su kitais Galilėjos mėnesiais, su kuriais jie yra orbitaliniame rezonanse.

Kai Io sukanka 4 metai, Europa tampa 2 ir Ganymede 1. Įdomų reiškinį galima pamatyti šioje animacijoje:

3 pav. Io ir jo seserų palydovų: Ganymede ir Europa orbitinis rezonansas. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Dėl šios sąveikos palydovo orbita turi tam tikrą ekscentriškumą, apskaičiuotą 0,0041.

Mažiausias Io orbitos spindulys (periasteris arba perihelionas) yra 420 000 km, o didžiausias orbitos spindulys (apoasteris arba afejonas) yra 423,400 km, o vidutinis orbitos spindulys yra 421,600 km.

Orbitalės plokštuma yra pakreipta žemės orbitalės plokštumos link 0,040 °.

Io yra laikomas artimiausiu Jupiterio palydovu, tačiau iš tikrųjų jo orbitoje yra dar keturi palydovai, nors ir nepaprastai maži.

Iš tikrųjų Io yra 23 kartus didesnis nei didžiausias iš šių mažų palydovų, kurie tikriausiai yra meteoritai, įstrigę Jupiterio sunkio jėgoje.

Mažyčių mėnulių vardai pagal artumą planetai-šeimininkei yra šie: Metis, Adrastea, Amalthea ir Thebe.

Po Io orbitos kitas palydovas yra Galilėjos palydovas: Europa.

Nepaisant to, kad yra labai arti Io, Europa yra visiškai kitokia savo sudėtimi ir struktūra. Manoma, kad taip yra todėl, kad dėl nedidelio orbitinio spindulio skirtumo (249 tūkst. Km) Europoje potvynio jėga yra žymiai mažesnė.

Io orbita ir Jupiterio magnetosfera

Io ugnikalniai pučia jonizuotus sieros atomus į kosmosą, įstrigtą Jupiterio magnetinio lauko, sudarydami plazmos laidininko spurgas, kurios sutampa su palydovo orbita.

Jupiterio magnetinis laukas neša jonizuotą medžiagą iš plonos Io atmosferos.

Šis reiškinys sukuria 3 milijonų amperų srovę, kuri sustiprina Jupiterio jau galingą magnetinį lauką daugiau nei dvigubai daugiau nei jis turėtų, jei jo nebūtų.

Sukimosi judesys

Sukimosi aplink savo ašį laikotarpis sutampa su palydovo orbitiniu periodu, kurį sukelia potvynio jėga, kurią Jupiteris veikia Io, jo vertė yra 1 diena, 18 valandų ir 27,6 sekundės.

Sukimosi ašies pokrypis yra nereikšmingas.

Vidinė struktūra

Kadangi vidutinis jo tankis yra 3,5 g / cm ^3, daroma išvada, kad palydovo vidinė struktūra yra akmenuota. Spektrinė Io analizė neatskleidžia vandens buvimo, todėl ledo egzistavimas mažai tikėtinas.

Remiantis skaičiavimais, pagrįstais surinktais duomenimis, manoma, kad palydove yra maža geležies ar geležies, sumaišytos su siera, šerdis.

Po jo eina gili ir iš dalies išsilydžiusi uolėta mantija ir plona uolėta pluta.

Paviršiui būdingos prastai pagamintos picos spalvos: raudona, šviesiai geltona, ruda ir oranžinė.

Iš pradžių buvo manoma, kad pluta yra siera, tačiau infraraudonųjų spindulių matavimai rodo, kad ugnikalniai išsiveržė lavą 1500 ° C temperatūroje, tai rodo, kad ją sudaro ne tik siera (kuri verda 550 ° C temperatūroje), bet ir ištirpusi uoliena.

Kitas uolienų įrodymas yra kai kurių kalnų aukštis, dubliuojantis Everesto kalną. Vien siera neturėtų jėgų paaiškinti šių formacijų.

Vidinė Io struktūra pagal teorinius modelius yra apibendrinta šioje iliustracijoje:

4 pav. Io struktūra. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Io geologija

Geologinį planetos ar palydovo aktyvumą lemia jos vidaus šiluma. O geriausias pavyzdys yra „Io“, giliausias iš didžiausių Jupiterio palydovų.

Milžiniška jos priimančiosios planetos masė labai traukia meteoritus, kaip kad buvo prisiminta 1994 m. „Shoemaker-Levy 9“, tačiau „Io“ nerodo smūginių kraterių, o priežastis yra ta, kad intensyvus vulkaninis aktyvumas juos panaikina.

Io turi daugiau nei 150 aktyvių ugnikalnių, iš kurių pelenų yra pakankamai pelenų, kad būtų galima užkasti smūgio kraterius. Io ugnikalnis yra daug intensyvesnis nei Žemės ir yra didžiausias visoje Saulės sistemoje.

Tai, kas sustiprina Io ugnikalnių išsiveržimus, yra magmoje ištirpusi siera, kuri, išleisdama slėgį, išjudina magmą, išmesdama pelenus ir dujas iki 500 m aukščio.

Pelenai grįžta į palydovo paviršių, susidarant šiukšlių sluoksniams aplink ugnikalnius.

Dėl įšaldyto sieros dioksido Io paviršiuje pastebimi balkšvi plotai. Įtrūkimų plyšiuose išlydyta lava teka ir sprogsta aukštyn.

5 paveikslas. „New Horizons“ zondo paimta seka, rodanti Io paviršiuje išsiveržusį ugnikalnį. Šaltinis: NASA.

Iš kur sklinda Io energija?

Kadangi Io yra šiek tiek didesnis už šaltą ir geologiškai negyvą Mėnulį, kyla klausimas, iš kur semiasi šio mažojo Jovijos palydovo energija.

Tai negali būti likusi formavimosi šiluma, nes Io nėra pakankamai didelis, kad ją išlaikytų. Tai taip pat nėra radioaktyvusis jo vidaus skilimas, nes iš tikrųjų jo ugnikalnių išsklaidyta energija lengvai patrigubina radiacijos šilumą, kurią skleidžia tokio dydžio kūnas.

Io energijos šaltinis yra potvynio jėga dėl didžiulės Jupiterio gravitacijos ir dėl artumo su ja.

Ši jėga yra tokia didelė, kad palydovo paviršius pakyla ir krinta 100 m. Trintis tarp uolienų sukelia šią didžiulę šilumą, tikrai daug didesnę nei sausumos potvynio jėgos, kurios vos keliais centimetrais vos perkelia kietų žemynų paviršių.

Didžiulė trintis, kurią sukelia milžiniškos potvynio jėgos Io, sukelia pakankamai šilumos, kad ištirptų gilieji sluoksniai. Sieros dioksidas garuoja, sukurdamas pakankamai slėgį, kad ugnikalnių skleidžiama magma atvėstų ir padengtų paviršių.

Potvynio potvynio efektas mažėja didėjant atstumui iki traukos centro, todėl šis poveikis yra mažiau svarbus palydovuose, esančiuose toliau nuo Jupiterio, kur geologijoje vyrauja meteorito smūgiai.

Nuorodos

1. 20 minučių. (2016) Io užtemimo stebėjimas atskleidžia jo paslaptis. Atgauta iš: 20minutos.es
2. Kutner, M. (2010) Astronomija: fizinė perspektyva. Cambridge University Press.
3. Sėklos ir Backman. (2011). Saulės sistema. „Cengage“ mokymasis.
4. Vikipedija. Io (palydovas). Išieškota iš: es. wikipedia.com
5. Vikipedija. Jupiterio palydovai. Išieškota iš: es. wikipedia.com
6. Vikipedija. Galilėjos palydovas. Atkurta iš: wikipedia.com