Penemuan astronomi yang paling penting dalam sejarah penerokaan ruang angkasa dikaitkan dengan nama Galileo Galilei. Ini adalah terima kasih kepada orang Itali yang berbakat dan berterusan bahawa dunia pada tahun 1610 pertama kali mengetahui tentang kewujudan empat bulan Musytari. Pada mulanya, objek angkasa ini menerima nama kolektif - satelit Galilean. Kemudian, masing-masing diberi nama: Io, Europa, Ganymede dan Callisto. Setiap daripada empat satelit terbesar Jupiter menarik dengan caranya sendiri, tetapi ia adalah satelit Io yang menonjol di antara satelit Galilea yang lain. Badan angkasa ini adalah yang paling eksotik dan luar biasa di antara objek lain sistem solar.
Apa yang luar biasa di Io satelit?
Sudah dengan satu pemerhatian melalui teleskop, satelit Io menonjol untuk penampilannya di antara satelit lain di dalam sistem Suria. Daripada permukaan kelabu dan berlumpur biasa, badan syurga mempunyai cakera kuning terang. Selama 400 tahun, manusia tidak dapat mencari alasan untuk warna luar biasa permukaan satelit Musytari. Hanya pada penghujung abad ke-20, terima kasih kepada penerbangan ruang angkasa secara automatik untuk Musytari gergasi, adalah mungkin untuk mendapatkan maklumat mengenai satelit Galilea. Seperti yang ternyata, Io mungkin merupakan objek aktif yang paling aktif secara volkanik dari sistem solar dari segi geologi. Ini telah disahkan oleh sejumlah besar gunung berapi aktif yang ditemui di satelit Musytari. Setakat ini, mereka mengenal pasti kira-kira 400 dan ia berada di kawasan itu, iaitu 12 kali lebih kecil daripada kawasan planet kita.
Kawasan permukaan satelit Io ialah 41.9 meter persegi. kilometer Bumi mempunyai luas permukaan 510 juta km, dan di permukaannya hari ini terdapat 522 gunung berapi aktif.
Dari segi saiznya, banyak gunung berapi Io melebihi saiz gunung berapi. Menurut intensiti letusan, tempoh dan kuasa mereka, aktiviti gunung berapi pada satelit Musytari melebihi petunjuk bumi yang sama.
Beberapa gunung berapi satelit ini memancarkan sejumlah besar gas beracun kepada ketinggian 300-500 km. Pada masa yang sama, permukaan satelit yang paling luar biasa dari Sistem Io Io adalah dataran yang luas, di tengah-tengahnya terdapat rentang gunung yang besar, dibahagikan oleh aliran lava yang besar. Ketinggian purata pembentukan gunung di Io ialah 6-6.5 km, tetapi terdapat juga puncak gunung di sini, lebih tinggi daripada 10 km. Sebagai contoh, gunung Boosavla Selatan mempunyai ketinggian 17-18 km dan merupakan puncak tertinggi sistem solar.
Hampir keseluruhan permukaan satelit adalah hasil daripada letusan yang berabad-abad lamanya. Menurut kajian instrumental yang dijalankan dari ruang angkasa Voyager-1, Voyager-2 dan alat-alat lain, bahan permukaan utama satelit Io adalah belerang beku, sulfur dioksida dan abu gunung berapi. Mengapa kawasan berwarna-warni di permukaan satelit begitu banyak. Ini disebabkan oleh fakta bahawa volkisme aktif sentiasa membentuk kontras ciri pewarna permukaan satelit Io. Objek boleh menukar warna kuning cerah ke putih atau hitam untuk masa yang singkat. Produk letusan gunung berapi membentuk komposisi nipis dan heterogen suasana satelit.
Aktiviti gunung berapi tersebut disebabkan oleh keunikan struktur badan angkasa, yang sentiasa terdedah kepada tindakan pasang surut graviti dari planet ibu dan kesan satelit satelit lain Jupiter, Eropah dan Ganymede. Hasil daripada pengaruh graviti kosmik di kedalaman satelit, geseran timbul di antara kerak dan lapisan dalam, menghasilkan pemanasan semula jadi bahan.
Bagi ahli astronomi dan ahli geologi yang mempelajari struktur objek dalam sistem solar, Io adalah tanah uji sebenar dan aktif, di mana proses ciri-ciri awal tempoh pembentukan planet kita berlaku. Para saintis dalam pelbagai bidang sains hari ini dengan teliti mengkaji geologi badan angkasa ini, menjadikan satelit unik Jupiter Io sebagai objek perhatian.
Fakta menarik tentang satelit Io
Badan celestial yang paling geologi dalam sistem solar mempunyai diameter 3,630 km. Dimensi Io tidak begitu besar berbanding dengan satelit lain dalam sistem suria. Dari segi parameternya, satelit mengambil tempat keempat yang sederhana, melancarkan Ganymede, Titan dan Callisto yang besar. Diameter Io hanya 166 km. melebihi diameter Bulan - Bumi satelit (3474 km).
Satelit ini paling dekat dengan planet ibu. Jarak dari Io ke Jupiter hanya 420 ribu km. Orbit mempunyai hampir bentuk yang betul, perbezaan antara perihelion dan apogelium hanya 3400 km. Objek bergegas di orbit pekeliling sekitar Musytari dengan kelajuan 17 km / s, menjadikan putaran lengkap di sekelilingnya pada 42 jam Bumi. Pergerakan di orbit disegerakkan dengan tempoh putaran Jupiter, jadi Io sentiasa berpaling kepadanya oleh hemisfera yang sama.
Parameter astrofizik utama badan angkasa adalah seperti berikut:
- Jisim Io ialah 8.93x1022kg, iaitu 1.2 kali jisim Bulan;
- ketumpatan satelit ialah 3.52 g / cm3;
- pecutan disebabkan oleh graviti di permukaan Io adalah 1.79 m / s2.
Mengamati kedudukan Io di langit malam, mudah untuk menentukan kecerahan pergerakannya. Badan celestial sentiasa mengubah kedudukannya berbanding cakera planet planet ibu. Walaupun medan graviti yang mengesankan satelit, Io tidak dapat mengekalkan suasana yang sentiasa padat dan homogen. Sampul gas tipis di sekitar bulan Musytari adalah vakum kosmik praktikal, tidak menghalang pembebasan produk letusan ke luar angkasa. Ini menjelaskan ketinggian besar tiang pucuk vulkanik yang berlaku pada Io. Sekiranya tiada suasana biasa, suhu rendah berlaku pada permukaan satelit, hingga ke -183 ° C. Walau bagaimanapun, suhu ini tidak seragam untuk seluruh permukaan satelit. Dalam imej inframerah yang diperoleh dari siasatan angkasa Galileo, heterogenitas lapisan suhu permukaan Io kelihatan.
Suhu rendah berlaku di kawasan utama badan angkasa. Pada peta suhu kawasan tersebut berwarna biru. Walau bagaimanapun, di beberapa tempat di permukaan satelit ada oren terang dan bintik-bintik merah. Ini adalah kawasan aktiviti gunung berapi terbesar, di mana letusan kelihatan dan jelas kelihatan pada imej biasa. Pele Volcano dan Locke Lava Flow adalah kawasan terpanas di permukaan satelit Io. Suhu di kawasan ini berbeza dari 100-130 ° di bawah sifar pada skala Celsius. Titik merah kecil pada peta suhu adalah kawah gunung berapi aktif dan tapak retak di kerak. Di sini suhu mencapai 1200-1300 darjah Celcius.
Struktur satelit
Tidak dapat mendarat di permukaan, para saintis kini aktif mengusahakan struktur bulan Jovian. Mungkin satelit terdiri daripada batu silikat yang diencerkan dengan besi, yang merupakan ciri struktur planet bumi. Ini disahkan oleh kepadatan tinggi Io, yang lebih tinggi daripada jirannya - Ganymede, Callisto dan Eropah.
Model moden, berdasarkan data yang diperolehi oleh probe ruang angkasa, adalah sebagai berikut:
- di tengah-tengah satelit, teras besi (besi sulfida), yang membentuk 20% jisim Io;
- mantel itu, yang terdiri daripada mineral sifat asteroid, berada dalam keadaan separa cair;
- lapisan magma cair lapisan bawah 50 km tebal;
- Litosfer satelit terdiri daripada sebatian sulfur dan basalt, mencapai ketebalan 12-40 km.
Menilai data yang diperolehi dalam simulasi, saintis menyimpulkan bahawa inti Io satelit mesti mempunyai keadaan separa cair. Jika sebatian sulfur hadir bersama dengan besi, diameternya boleh mencapai 550-1000 km. Sekiranya ia merupakan bahan metallized sepenuhnya, saiz nukleus boleh berbeza-beza antara 350-600 km.
Disebabkan fakta bahawa tiada medan magnet yang dikesan semasa kajian satelit, tidak ada proses pemecahan dalam teras satelit. Terhadap latar belakang ini, persoalan semulajadi timbul, apakah punca sebenar aktiviti gunung berapi yang sengit, di mana gunung berapi Io menarik tenaga mereka?
Saiz kecil satelit tidak membolehkan kita mengatakan bahawa pemanasan perut badan celestial dilakukan kerana reaksi keretakan radioaktif. Sumber tenaga utama di dalam satelit adalah efek pasang surut jiran kosmiknya. Di bawah pengaruh graviti Jupiter dan satelit jiran, Io berayun, bergerak dalam orbitnya sendiri. Satelit itu seolah-olah berayun, mengalami librasi yang kuat (seragam goyang) semasa ia bergerak. Proses-proses ini membawa kepada kelengkungan permukaan badan angkasa, menyebabkan pemanasan termodinamik lithosfera. Ini boleh dibandingkan dengan bengkok dawai logam, yang di tapak selekoh sangat panas. Dalam kes Io, semua proses ini berlaku di lapisan permukaan mantel di sempadan dengan litosfera.
Satelit ini dilindungi oleh sedimen - hasil aktiviti gunung berapi. Ketebalannya berbeza-beza dalam jarak 5-25 km di tempat penyetempatan utama. Dalam warna mereka, ini adalah bintik-bintik gelap, sangat berbeza dengan permukaan kuning yang terang dari satelit, yang disebabkan oleh penyaluran magma silikat. Walaupun banyak gunung berapi aktif, jumlah luas kaldera gunung berapi di Io tidak melebihi 2% dari kawasan permukaan satelit. Kedalaman kawah gunung berapi tidak penting dan tidak melebihi 50-150 meter. Relief pada sebahagian besar badan angkasa adalah rata. Hanya di beberapa kawasan terdapat gunung besar, contohnya, kompleks gunung berapi Pele. Sebagai tambahan kepada pembentukan gunung berapi ini di Io, gunung berapi gunung berapi Pater Ra, rantai gunung dan pelbagai jenis panjang diturunkan. Kebanyakan mereka mempunyai nama yang konsonan dengan toponim bumi.
Gunung berapi Io dan suasananya
Objek yang paling menarik di Io satelit adalah gunung berapi. Saiz kawasan dengan peningkatan aktiviti gunung berapi berkisar antara 75 hingga 300 km. Malah Voyager pertama semasa penerbangan mencatatkan letusan lapan gunung berapi sekaligus di Io. Beberapa bulan kemudian, gambar-gambar yang diambil oleh kapal angkasa Voyager pada tahun 1979 mengesahkan maklumat bahawa letusan di titik-titik ini berterusan. Di tempat di mana pele gunung berapi terbesar terletak, suhu permukaan tertinggi dicatatkan, +600 darjah Kelvin.
Kajian selanjutnya mengenai maklumat dari probe angkasa membolehkan astrofizik dan ahli geologi membahagi semua gunung berapi Io ke dalam jenis berikut:
- gunung berapi yang paling banyak, yang mempunyai suhu 300-400 K. Kadar pelepasan gas adalah 500 m / s, dan ketinggian lintang emisi tidak melebihi 100 km;
- Jenis kedua termasuk gunung berapi yang paling hangat dan paling berkuasa. Di sini anda boleh bercakap mengenai suhu di 1000K di kaldera gunung berapi itu sendiri. Jenis ini dicirikan oleh halaju tinggi 1.5 km / s, ketinggian gergasi sultan gas adalah 300-500 km.
Pele Volcano tergolong dalam jenis kedua, mempunyai kaldera dengan diameter 1000 km. Deposit akibat letusan gergasi ini menduduki kawasan yang besar - satu juta kilometer. Satu lagi objek gunung berapi, Pater Ra, kelihatan tidak kurang menarik. Dari orbit, bahagian permukaan satelit ini menyerupai cephalopod laut. Aliran lava serpentine, memanjangkan dari tapak letusan, diregangkan selama 200-250 km. Radiometer terma kenderaan angkasa tidak membenarkan dengan tepat menentukan sifat aliran ini, seperti halnya dengan objek geologi Loki. Diameternya adalah 250 km dan kemungkinan besar tasik ini dipenuhi dengan belerang lebur.
Keamatan tinggi letusan dan skala besar bencana alam tidak hanya sentiasa mengubah pelepasan satelit dan landskap di permukaannya, tetapi juga membentuk sampul gas - sejenis atmosfera.
Komponen utama atmosfer satelit Jupiter adalah sulfur dioksida. Secara semula jadi, ia adalah gas sulfur dioksida tanpa warna, tetapi dengan bau yang kuat. Di samping sulfur dioksida, sulfur monoksida, natrium klorida, atom sulfur dan atom oksigen dikesan dalam interaksi gas Io.
Sulfur dioksida di Bumi adalah bahan tambahan makanan biasa, yang digunakan secara meluas dalam industri makanan sebagai pengawet E220.
Suasana tipis satelit Io tidak merata dalam kepadatan dan ketebalannya. Tekanan atmosfer satelit juga dicirikan oleh ketidakkonsistenan ini. Nilai maksimum tekanan atmosfera Io adalah 3 nbar dan diperhatikan di rantau khatulistiwa di hemisfera, menghadap Jupiter. Nilai minimum tekanan atmosfera didapati di sebelah malam satelit.
Para sultan gas panas bukan hanya kad lawatan satelit Jupiter. Walaupun terdapat suasana yang sangat tersebar, aurora dapat diperhatikan di rantau khatulistiwa di atas permukaan badan angkasa. Fenomena atmosfera ini dikaitkan dengan kesan radiasi kosmik pada zarah yang dikenakan ke atas atmosfera atas semasa letusan gunung berapi Io.
Penyelidikan satelit Io
Kajian terperinci tentang planet gergasi gas dan sistem mereka bermula pada 1973-74 dengan misi Pioner-10 dan Projek Pioneer-11. Ekspedisi ini menyediakan para saintis dengan gambaran pertama satelit Io, berdasarkan pengiraan yang lebih tepat dibuat dari ukuran badan angkasa dan parameter astrofiziknya. Dibalik Perintis, dua probe ruang Amerika, Voyager 1 dan Voyager 2, berangkat ke Musytari. Unit kedua berjaya mendekati Io sejauh 20 ribu km dan membuat gambar yang lebih baik pada jarak dekat. Ini adalah hasil karya Voyagers yang ahli astronomi dan astrofizik memperoleh maklumat mengenai kehadiran aktiviti gunung berapi aktif di satelit ini.
Misi penyelidikan angkasa pertama, yang mempelajari ruang angkasa berhampiran Jupiter, diteruskan oleh kapal angkasa Galileo NASA yang dilancarkan pada tahun 1989. Selepas 6 tahun, kapal itu mencapai Jupiter, menjadi satelit buatannya. Selari dengan kajian planet gergasi, satelit Galileo secara automatik dapat memancarkan data pada permukaan satelit Io ke Bumi. Semasa penerbangan orbital dari siasatan angkasa, makmal daratan menerima maklumat berharga mengenai struktur satelit dan data mengenai struktur dalamannya.
Selepas rehat singkat pada tahun 2000, siasatan angkasa NASA dan ESA Cassini-Huygens memintas baton dalam kajian satelit paling unik Sistem Tata Surya. Kajian dan pemeriksaan alat Io telah dilakukan semasa perjalanan panjangnya ke Titan - satelit Saturnus. Data satelit yang paling baru diperoleh dengan menggunakan siasatan angkasa moden New Horizons, yang terbang berhampiran Io pada bulan Februari 2007 dalam perjalanan ke tali pinggang Kuiper. Satu kumpulan imej baru yang dibentangkan kepada para pemerhati di bumi dan Teleskop Angkasa Hubble.
Pada masa ini, kapal angkasa Juno NASA beroperasi di orbit Jupiter. Sebagai tambahan kepada kajian Musytari, spektrometer inframerahnya terus mengkaji aktiviti gunung berapi Io satelit. Data yang dihantar ke Bumi membolehkan para saintis memantau gunung berapi aktif di permukaan badan angkasa yang menarik ini.
