Io to trzeci co do wielkości księżyc Jowisza. Wraz z Ganimedesem, Europą i Kallisto należy do grupy księżyców galileuszowych. Io jest najbardziej aktywnym wulkanicznie obiektem w Układzie Słonecznym, z setkami wulkanów, z których niektóre wybuchają strumieniami lawy wysokimi na dziesiątki kilometrów.
Należąca do NASA sonda Galileo wykonała to zdjęcie Io 3 lipca 1999 r. podczas swojego najbliższego przejścia obok Io od czasu wprowadzenia na orbitę pod koniec 1995 roku.
Odkrycie i pochodzenie nazwy
Io został odkryty przez Galileusza 8 stycznia 1610 roku. Galileusz zaobserwował Io 7 stycznia 1610 roku, ale nie był w stanie odróżnić Io od Europy aż do następnej nocy. Skierował on na Jowisza skonstruowaną przez siebie lunetę i dostrzegł w pobliżu cztery stale zmieniające położenie obiekty. Były to największe księżyce Jowisza, później nazwane „galileuszowymi”: Io, Ganimedes, Europa i Kallisto. Były to pierwsze odkryte księżyce krążące wokół innej planety niż Ziemia.
Sztuczna kompilacja obrazów księżyców galileuszowych, pokazująca porównanie ich rozmiarów z rozmiarami Jowisza. Od lewej: Io, Europa, Ganimedes i Kallisto.
Niezależnie od Galileusza Jowisza obserwował Simon Marius. Mógł on nieświadomie dostrzec księżyce nawet miesiąc wcześniej, ale Galileusz był pierwszym, który opublikował swoje odkrycie. Nazwa księżyca — Io, zaproponowana przez Mariusa, przyjęła się dopiero w połowie XIX wieku. Pochodzi ona z mitologii greckiej. Io była kochanką Zeusa, w mitologii rzymskiej nazywanego Jowiszem. Elementy ukształtowania powierzchni Io również noszą imiona postaci i nazwy miejsc związanych z tym mitem; bóstw ognia, wulkanów, słońca i piorunów z różnych mitologii, a także postaci i miejsc z Boskiej komedii Dantego Alighieriego.
Charakterystyka Io
Podobnie jak inne księżyce galileuszowe oraz ziemski Księżyc, Io obraca się synchronicznie, zwracając się cały czas jedną półkulą w stronę Jowisza. Europa i Ganimedes zmieniają orbitę Io w nieregularnie eliptyczną. W związku z tym, w bardzo różnych odległościach od Jowisza, Io podlega ogromnym siłom pływowym. Siły te powodują, że powierzchnia Io wybrzusza się w górę i w dół nawet o 100 metrów.
Io jest tylko nieznacznie większy od ziemskiego księżyca. Jest trzecim co do wielkości księżycem Jowisza i piątym pod względem odległości od planety, jest najbardziej wewnętrznym księżycem galileuszowym. Krąży w odległości średnio 421 800 km od środka Jowisza i 350 300 km od jego chmur. Podczas swojej drogi przecina linie pola magnetycznego Jowisza, a na jego powierzchni wytwarza się napięcie 400 000 woltów i indukuje się prąd elektryczny o natężeniu 3 milionów amperów. Prąd podąża ścieżką najmniejszego oporu wzdłuż linii pola magnetycznego Jowisza, docierając aż do powierzchni planety. Efektem tego niezwykłego zjawiska są imponujące błyskawice, które rozświetlają górną atmosferę Jowisza. W takich warunkach materia z atmosfery Io jonizuje się i ulatuje w przestrzeń okołojowiszową, tworząc wzdłuż orbity księżyca torus zjonizowanych cząstek.
Siły pływowe generują ogromną ilość ciepła wewnątrz Io, utrzymując znaczną część jego podpowierzchniowej skorupy w stanie ciekłym. Płynne warstwy szukają wszelkich dostępnych dróg ucieczki na powierzchnię, aby zmniejszyć ciśnienie. Dlatego powierzchnia Io nieustannie się odnawia, wypełniając wszelkie kratery uderzeniowe jeziorami roztopionej lawy i płynnej skały. Skład tego materiału nie jest jeszcze całkowicie jasny, ale teorie sugerują, że jest to w dużej mierze stopiona siarka i jej związki lub skały krzemianowe.
Widok wycinka możliwej struktury wewnętrznej Io. Uzyskana powierzchnia satelity jest mozaiką obrazów uzyskanych w 1979 roku przez sondę kosmiczną Voyager NASA. Charakterystyka wnętrza jest wnioskowana na podstawie pomiarów pola grawitacyjnego i magnetycznego wykonanych przez sondę Galileo.
Bardzo cienka atmosfera Io składa się głównie z dwutlenku siarki. Księżyc ten posiada też jonosferę, w składzie której stwierdzono jony siarki, tlenu i sodu. Z danych przekazanych przez sondę Galileo można wywnioskować, że Io posiada zróżnicowaną strukturę wewnętrzną. W środku znajduje się znacznych rozmiarów metaliczne jądro. W zależności od założonej zawartości siarki, obliczenia wskazują, że jądro stanowi od 10% do 20% masy księżyca.
Wulkanizm
Wulkany wyrzucają gazową siarkę i dwutlenek siarki, które nadają całej powierzchni księżyca różnorodne kolory — od żółtego, przez pomarańczowy i czerwony, aż do zielonego. Oprócz tych substancji pióropusze wulkaniczne zawierają również sód, potas i chlor. Wydobywające się z wulkanów lotne substancje osiągają prędkości dochodzące do 1 km/s. Ze względu na brak atmosferycznych wiatrów, materiał opada wokół wulkanów, tworząc niemal idealne okręgi.
Należąca do NASA sonda Galileo uchwyciła księżyc Jowisza Io w trakcie erupcji wulkanu.
Wnętrza tych gorących wulkanów, odsłonięte na powierzchni, osiągają ekstremalne temperatury przekraczające 1300 K, a w niektórych miejscach nawet sięgające 1600 K. Na powierzchni Io znajduje się około 150 czynnych wulkanów. Wybuchy w jednych rejonach wygasają, tylko po to, by pojawić się w innych miejscach, podkreślając dynamiczną naturę tego fascynującego księżyca.
Eksploracja księżyca
Większość tego, co wiemy o Io, pochodzi z sondy Galileo, która prowadziła szczegółowe badania układu Jowisza — w tym Io — od grudnia 1995 do września 2006 roku. Voyager 1 zauważył pierwsze oznaki potężnego wulkanizmu małego księżyca w 1979 roku. Od 2003 roku trzy sondy kosmiczne — Ulysses, Cassini, New Horizons i Juno — przeprowadziły dodatkowe bliskie obserwacje Io.
Zdjęcie z sondy Cassini przedstawiające Io na orbicie wokół Jowisza.
Korekta — Rafał Górski
