Ío (satelliitti)

Ío on osa neljää Galileo Galilei vuonna 1610 löytämää satelliittia ja neljästä on lähinnä planeettaa. (Wikimedia Commons).

Mikä on ío?

Ío Se on osa neljää Galilean satelliittia (ío, Eurooppa, Ganymedes, Calisto), jotka kutsuivat näin, koska Galileo Galilei löysi ne vuonna 1610, jonka hän rakensi itsensä alkeellisella kaukoputkella, jonka hän rakensi itsensä.

Se on Galilean satelliittien ja loput 75 Jupiter -satelliitin kolmas kooltaan. Orbital Radio -järjestyksessä se on viides satelliitti ja ensimmäinen galileans. Hänen nimensä on peräisin kreikkalaisesta mytologiasta, jossa IO oli yksi monista neitoista, joista jumala Zeus, jota kutsutaan myös Jupiteriksi roomalaisessa mytologiassa, rakastui.

Íolla on maan halkaisijan kolmas osa ja satelliitimme samanlainen koko. Verrattuna muihin aurinkokunnan satelliiteihin, ío vie viidennen sijan, edeltävä kuu.

Iron pinnalla on vuoristoketjut, jotka erottuvat laajasta tasangosta. Kraattereita ei havaita, mikä osoittaa, että niiden suuri geologinen ja vulkaaninen aktiivisuus on poistanut ne, joita pidetään suurimpana aurinkokunnan kaikista. Sen tulivuoret tuottavat rikkiyhdisteitä, jotka nousevat 500 km pinnan yläpuolelle.

Satoja vuoria lasketaan niiden pintaan, osa Everest -vuoren korkeampi.

Íon löytö vuonna 1610 ja muut Galilean satelliitit muuttivat asemamme näkökulmaa maailmankaikkeudessa, koska tuolloin ajateltiin, että olemme kaiken keskipisteenä.

Löydettyään "muut maailmat", kuten Galileo kutsui Jupiterin ympärillä pyöriviä satelliitteja, idea tuli Copernicuksen ehdottama ajatus, että planeettamme pyörii auringon ympärillä.

Íon ansiosta tanskalainen tähtitieteilijä Ole Christensen Rømer teki ensimmäisen valon nopeuden mittauksen vuonna 1676. Hän huomasi, että Jupiterin IRO: n pimennyksen kesto oli 22 minuuttia lyhyempi, kun maa oli lähempänä Jupiteria kuin silloin, kun se oli suurimman etäisyyden pisteessä.

Se oli aika, jolloin valossa kulki maanpäällisen kiertoradan halkaisijan matkustamiseen, Rømer arvioi 225.000 km/s valonopeudella, 25% alhaisempi kuin nykyinen arvo tällä hetkellä.

Íon yleiset ominaisuudet

Tuolloin, kun Voyager -lähetys lähestyi Jovian -järjestelmää, hän löysi kahdeksan purkautuvaa tulivuoria íossa, ja Galileo -operaation, vaikka hän ei päässyt liian lähelle satelliittia, hän toi kuvia tulivuoren erinomaisesta resoluutiosta. Vähintään 100 purkautuvaa tulivuoria havaitsi tämän koettimen.

IRO -pinta, joka näyttää laajat tasangot ja runsas tulivuoret, joiden Galileo -koettimen valokuvat ovat oikeat värit. Lähde: NASA.

Íon tärkeimmät fyysiset ominaisuudet ovat:

• Sen halkaisija on 3.643,2 km.
• Massa: 8,94 x 10²² kg.
• Keskimääräinen tiheys 3,55 g/cm³.
• Pinnan lämpötila: (ºC): -143 --168
• Vakavuuden kiihtyvyys sen pinnalla on 1,81 m/s² tai 0,185 g.
• Kiertoaika: 1d 18h ​​27,6m
• Käännösjakso: 1d 18h ​​27,6m.
• Ilmakehä, joka koostuu rikkidioksidista (SO2) 100%: ssa.

Voi palvella sinua: Gravitaatioenergia: kaavat, ominaisuudet, sovellukset, harjoitukset

Yhteenveto íon pääominaisuuksista

Sävellys

Íon korostavin ominaisuus on sen keltainen väri, joka johtuu olennaisesti vulkaanista pinnalle kerrostetusta sulfidista. Siksi, vaikka Jupiter -jättiläisen houkuttelemien meteoriitien aiheuttamat vaikutukset ovat usein, ne poistetaan nopeasti. 

Uskotaan, että basaltos on runsaasti, kuten aina, värillinen keltainen sulfidi.

Vaipassa (katso sisäisen rakenteen yksityiskohdat) on runsaasti sulaa silikaatteja, kun taas kuori koostuu sulfidista ja jäädytetystä rikkidioksidista.

Ío on aurinkokunnan tihein satelliitti (3,53 g/cc) ja on verrattavissa kivisiin planeetoihin. Vaipan silikaattikivi kääri sulaan rautasulfidisydämeen.

Lopuksi Iron ilmapiiri koostuu lähes 100% rikkidioksidista.

Ilmapiiri

IRO: n kuva, jonka on ottanut Galileo- ja Voyager -tehtävät

Spektrianalyysit paljastavat heikon rikkidioksidi -ilmakehän. Jopa silloin, kun sadat aktiiviset tulivuoret heittävät tonnia kaasuja sekunnissa, satelliitti ei voi pitää niitä pienen painovoiman takia ja että satelliitin pakokaasunopeus ei ole kovin korkea.

Lisäksi Jupiterin magneettikentän loukkuun jäävät ionisoidut atomit, jotka luopuvat íon vierekkäistä, muodostavat eräänlaisen munkinsa kiertoradallaan. Juuri nämä rikki -ionit tulostavat punertavan värin pieneen ja suljeeseen Amaltea -satelliittiin, jonka kiertoradalla on IRO: n alapuolella.

Heikko ja ohut ilmakehän paine on erittäin alhainen ja sen lämpötila on alle -140ºC.

Íon pinta on vihamielinen ihmisille, alhaisista lämpötiloistaan, myrkyllisestä ilmakehästä ja valtavasta säteilystä, koska satelliitti on Jupitin säteilyvyöllä. 

Íon ilmapiiri menee ulos ja kääntyy

Íon kiertoradan liikkeen vuoksi on aika, jolloin satelliitti lakkaa vastaanottamasta auringonvaloa, koska Jupiter Eclipasa. Tämä ajanjakso kestää 2 tuntia ja odotetusti lämpötila laskee.

Itse asiassa, kun kohdan aurinkoa, sen lämpötila on -143 ºC, mutta kun se on varjostanut jättimäinen Jupiter, sen lämpötila voi laskea -168 ºC: iin. 

Pimennyksen aikana satelliitin heikko ilmapiiri tiivistyy pinnalla, muodostaen rikkidioksidin ja katoaa kokonaan.

Sitten, kun pimennys lakkaa ja lämpötila alkaa nousta, tiivistetty rikkidioksidi haihtuu ja íon heikko ilmapiiri palaa. Tämä on johtopäätös, jonka NASA -joukkue saavutti vuonna 2016.

Sitten tulivuorien kaasut eivät muodosta íon ilmakehää, vaan jään sublimointi niiden pinnalla.

Voi palvella sinua: isocoric -prosessi

Käännösliike

IO täydellinen käännös Jupiter ympäri 1,7 maanpäällisessä päivässä, ja jokaisen satelliitin paluun aikana se on isäntäplaneetan varjostanut 2 tunnin ajan.

Valtavan vuoroveden voiman vuoksi íon kiertoradan tulisi olla pyöreä, mutta tämä ei johdu vuorovaikutuksesta muiden Galilean kuukausien kanssa, joiden kanssa he ovat kiertorauhasen resonanssissa.

Kun IO täyttää 4 vuotta, Eurooppa antaa 2 ja Ganímedes 1. Utelias ilmiö voidaan nähdä seuraavassa animaatiossa:

Íon ja sen satelliitit veljekset: Ganymedes ja Eurooppa. Lähde: Wikimedia Commons.

Tämä vuorovaikutus tekee satelliittikierroksesta jonkin verran epäkeskeisyyttä, laskettuna 0,0041.

Íon vähäinen kiertoradan säde (Expertro tai Perihelio) on 420.000 km, kun taas tärkein kiertoradan säde (tuki tai apelium) on 423.400 km, jolloin keskimääräinen kiertoradan säde on 421.600 km.

Orbitalitaso on kallistettu suhteessa maan kiertoradan tasoon 0,040 °: ssa.

Katsottaan, että IO on lähin satelliitti Jupiterille, mutta todellisuudessa sen kiertoradan alapuolella on neljä muuta satelliittia, vaikkakin erittäin pieniä.

Itse asiassa se on 23 kertaa suurempi kuin suurin näistä pienistä satelliiteista, jotka ovat todennäköisesti meteoriitit, jotka ovat loukussa Jupiterin vakavuudessa.

Pienien kuunen nimet läheisyyden järjestyksessä isäntäplaneetaansa ovat: Metis, Adrastea, Amaltea ja Tebe.

Íon kiertoradan jälkeen seuraava satelliitti on Galilean: Eurooppa.

Huolimatta siitä, että Eurooppa on hyvin lähellä íoa, se on koostumuksessa ja rakenteessa täysin erilainen. Uskotaan, että tämä johtuu siitä, että se pieni ero kiertoradan säteessä (249 tuhatta km) tekee vuoroveden voimasta Euroopan yli.

Iron kiertorata ja Jupiterin magnetosfääri

Jupiterin kuut: ío, Eurooppa, Ganymedes ja Calisto

Jupiterin magneettikentän loukkuun jääneet rikki -ionisoituneiden atomien tullet, jotka muodostavat Plasma -ohjaimen munkin, joka on samanaikaisesti satelliittikierroksen kanssa.

Jupiterin oma magneettikenttä vetää íon heikon ilmakehän ionisoitua materiaalia.

Ilmiö luo 3 miljoonan ampeerin virran, joka vahvistaa Jupiterin voimakkaan magneettikentän yli kaksinkertaiseksi arvoon, joka sillä olisi, jos ketään ei olisi.

Kiertoliike

Oman akselinsa ympärillä oleva kiertojakso osuu samaan aikaan satelliitin kiertoradan ajan, jonka Jupiterin käyttämä vuorovesivoima on sen arvo 1 päivä, 18 tuntia ja 27,6 sekuntia.

Kiertoakselin kaltevuus on merkityksetön.

Sisäinen rakenne

Jupiter ja hänen kuunsa, nähty kaukoputkesta. Lähde: Jan Sandberg, Attribution, kautta Wikimedia Commons

Koska sen keskimääräinen tiheys on 3,5 g/cm³ Johtopäätöksenä on, että satelliitin sisärakenne on kivinen. IRO: n spektrianalyysi ei paljasta veden läsnäoloa, joten jään olemassaolo on epätodennäköistä.

Kerättyjen tietojen perusteella olevien laskelmien mukaan uskotaan, että satelliitissa on pieni ydin rauta tai rauta sekoitettua rikkiä.

Se voi palvella sinua: mikä on hiukkasen tasapaino? (Esimerkkejä)

Sitä seuraa a Kivinen vaippa Syvä ja osittain sulan ja ohut ja kivinen kuori.

Pinta esittelee huonosti valmistetun pizzan värit: punainen, vaaleankeltainen, ruskea ja oranssi.

Alun perin ajateltiin että Aivokuori Se oli rikkiä, mutta infrapunamittaukset paljastavat, että tulivuoret tekevät laavapurkauksia 1500 ºC: ssa, mikä osoittaa, että se ei koostu vain rikkiä (joka kiehuu 550ºC: ssa), on myös sulaa kalliota.

Toinen todiste kallion läsnäolosta on joidenkin vuorten olemassaolo, jolla on korkeus, joka kaksinkertaistaa Everestin vuoren. Pelkästään rikki ei olisi välttämätöntä vastustuskykyä näiden muodostelmien selittämiseksi.

Íon sisäinen rakenne teoreettisten mallien mukaan esitetään yhteenveto seuraavassa kuvassa:

Ío -rakenne. Lähde: Wikimedia Commons.

Ío -geologia

Planeetan tai satelliitin geologista aktiivisuutta ohjaa lämpö. Ja paras esimerkki on IRO, Jupiterin tärkeimpien satelliittien sisimpi.

Hänen isäntäplaneetansa valtava massa on suuri meteoriitin houkuttelija, kuten muistetut Shoemaker-Levy 9 vuonna 1994, mutta ío ei osoita iskukraattereita, ja syy on, että voimakas vulkaaninen toiminta poistaa heidät.

Íolla on yli 150 aktiivista tulivuoria, jotka heittävät tarpeeksi tuhkaa hautaamaan iskukarvoja. Iron vulkaanismi on paljon voimakkaampi kuin maapallon ja on suurin koko aurinkojärjestelmästä.

Mikä parantaa ío -tulivuorien purkauksia, on rikki liukentunut magmaan, mikä sen paineessa vapauttaa magman käynnistämällä tuhkaa ja kaasua jopa 500 m korkeaan asti.

Tuhka palaa satelliitin pintaan tuottaen rauniokerroksia tulivuoren ympärillä.

Valkoisalueita havaitaan IO -pinnalla jäädytetyn rikkidioksidin vuoksi. Sulan laava virtaa ja räjähtää ylöspäin vikojen halkeamissa.

New Horizons -anturin suorittama sekvenssi, joka osoittaa purkauksen tulivuoren íon pinnalla. Lähde: NASA.

Mistä Iron energia tulee?

Kuu, joka on kylmä ja geologisesti kuollut, on syytä kysyä, mistä tämän pienen jovian satelliitin energia tulee.

Se ei voi olla jäljellä oleva muodostumisen lämpö, ​​koska minulla ei ole tarpeeksi kokoa sen säilyttämiseen. Sisätilojen radioaktiivinen hajoaminen ei ole myöskään, koska sen tulivuoriensa hajottama energia kolminkertaistaa lämmön helposti säteilyllä, joka johtuu tällaisen koon rungosta.

Iron energialähde on Mareajoukko, Jupiterin valtavan vakavuuden ja sen läheisyyden vuoksi.

Vertailu íon, kuun ja maan välillä

Tämä voima on niin suuri, että satelliitin pinta nousee ja laskee 100 m. Kivien välinen kitka tuottaa sen valtavan lämmön, muuten paljon suurempi kuin maanpäällisten vuoroveden voimat, jotka tuskin liikuttavat mantereiden kiinteää pintaa.

Íon jättimäisen vuorovesivoiman aiheuttama valtava kitka antaa riittävästi lämpöä syvien kerrosten sulattamiseksi. Rikkidioksidi höyrystyy, aiheuttaen riittävän paineen siten, että tulivuorien heittämä magma jäähtyy ja peittää pinnan.

Vuorovesivaikutus vähenee etäisyyden viehätyskeskuksen kuution kanssa, joten tämä vaikutus on vähemmän tärkeä Jupiterin kauimpassa satelliitteissa, joissa geologiaa hallitsevat meteoriittimahdollisuudet.