IO (SATELIT): CIRI, KOMPOSISI, ORBIT, PERGERAKAN, STRUKTUR - ARTE - 2025

Io adalah bagian dari empat satelit Galilea (Io, Europa, Ganymede, Callisto) yang dinamakan demikian kerana mereka ditemui pada tahun 1610 oleh Galileo Galilei dengan teleskop dasar yang dia sendiri bangunkan.

Ini adalah satelit terbesar ketiga dari Galilea dan baki 75 satelit Musytari. Dalam urutan radius orbit, ia adalah satelit kelima dan yang pertama dari Galilea. Namanya berasal dari mitologi Yunani, di mana Io adalah salah satu dari banyak gadis yang dengannya Dewa Zeus, juga disebut Musytari dalam mitologi Rom, jatuh cinta.

Gambar 1. Io adalah sebahagian daripada empat satelit yang ditemui oleh Galileo Galilei pada tahun 1610 dan dari empat satelit tersebut adalah yang paling dekat dengan planet ini. (wikimedia commons).

Io adalah satu pertiga diameter Bumi dan seukuran satelit kita Bulan. Berbanding dengan satelit lain di tata surya, Io berada di kedudukan kelima, didahului oleh Bulan.

Permukaan Io mempunyai banjaran gunung yang menonjol dari dataran yang luas. Tidak ada kawah hentaman yang diperhatikan, yang menunjukkan bahawa mereka telah dihapus oleh aktiviti geologi dan gunung berapi yang hebat, yang dianggap terbesar di semua sistem suria. Gunung berapi menghasilkan awan sebatian sulfur yang naik 500 km di atas permukaannya.

Terdapat beratus-ratus gunung di permukaannya, beberapa yang lebih tinggi dari Gunung Everest, yang terbentuk kerana gunung berapi yang kuat dari satelit.

Penemuan Io pada tahun 1610 dan satelit Galilea yang lain mengubah perspektif kedudukan kita di alam semesta, kerana pada masa itu kita dianggap sebagai pusat segalanya.

Dengan menemui "dunia lain", sebagaimana Galileo memanggil satelit yang berputar di sekitar Musytari, gagasan, yang diusulkan oleh Copernicus, agar planet kita berputar di sekitar Matahari menjadi lebih layak dan terasa.

Terima kasih kepada Io pengukuran kelajuan cahaya pertama dilakukan oleh ahli astronomi Denmark Ole Christensen Rømer pada tahun 1676. Dia menyedari bahawa tempoh gerhana Io oleh Musytari adalah 22 minit lebih pendek ketika Bumi lebih dekat dengan Musytari daripada ketika berada di titik paling jauh.

Itulah masa yang diperlukan cahaya untuk menempuh diameter orbit Bumi, dari situ Rømer menganggarkan 225.000 km / s untuk kelajuan cahaya, 25% lebih rendah daripada nilai yang diterima sekarang.

Ciri umum Io

Pada saat misi Voyager mendekati sistem Jovian, ia menemui lapan gunung berapi yang meletus di Io, dan misi Galileo, sementara tidak dapat terlalu dekat dengan satelit, memunculkan gambar resolusi tinggi gunung berapi. Tidak kurang dari 100 gunung berapi yang meletus mengesan probe ini.

Gambar 2. Permukaan Io menunjukkan dataran luas dan gunung berapi yang berlimpah, dalam warna sebenar yang difoto oleh penyelidikan Galileo. Sumber: NASA.

Ciri fizikal utama Io adalah:

-Diameternya ialah 3,643.2 km.

-Jisim: 8.94 x 10 ²² kg.

-Ketumpatan purata 3.55 g / cm ³ .

-Suhu permukaan: (ºC): -143 hingga -168

-Percepatan graviti di permukaannya ialah 1.81 m / s ² atau 0.185g.

-Jangka masa putaran: 1d 18h ​​27.6m

- Tempoh terjemahan: 1d 18h ​​27.6m

- Suasana yang terdiri daripada 100% sulfur dioksida (SO2).

Ringkasan ciri utama Io

Komposisi

Ciri Io yang paling menonjol adalah warna kuningnya, yang disebabkan oleh sulfur yang tersimpan di permukaan gunung berapi. Atas sebab ini, walaupun kesan akibat meteorit yang sering ditarik oleh Musytari raksasa sering berlaku, namun kesannya cepat terhapus.

Basalts dianggap berlimpah di satelit, seperti biasa, berwarna kuning oleh belerang.

Silikat cair banyak terdapat di dalam mantel (lihat di bawah untuk perincian struktur dalaman), sementara kerak terdiri dari sulfur beku dan sulfur dioksida.

Io adalah satelit paling padat di sistem suria (3.53 g / cc) dan setanding dengan planet berbatu. Batu silikat mantel mengelilingi inti besi sulfida cair.

Akhirnya, atmosfer Io terdiri hampir 100% sulfur dioksida.

Suasana

Analisis spektral mendedahkan suasana sulfur dioksida yang tipis. Walaupun beratus-ratus gunung berapi aktif memancarkan banyak gas sesaat, satelit tidak dapat menahannya kerana graviti rendah dan halaju pelarian satelit juga tidak terlalu tinggi.

Selain itu, atom terion yang meninggalkan kawasan Io terperangkap oleh medan magnet Musytari, membentuk semacam donat di orbitnya. Ion sulfur inilah yang memberikan satelit kecil dan berdekatan Amalthea, yang orbitnya berada di bawah Io, warna kemerahan.

Tekanan atmosfera nipis dan nipis sangat rendah dan suhunya di bawah -140ºC.

Permukaan Io memusuhi manusia, kerana suhunya yang rendah, atmosfer beracun dan radiasi yang sangat besar, kerana satelit berada di dalam tali radiasi Musytari.

Suasana Io memudar dan menyala

Oleh kerana pergerakan orbit Io ada masa di mana satelit berhenti menerima cahaya Matahari, kerana Musytari gerhana. Tempoh ini berlangsung selama 2 jam dan seperti yang dijangkakan, suhu menurun.

Memang, ketika Io menghadap Matahari, suhunya -143 ºC, tetapi ketika gerhana oleh Musytari raksasa suhunya boleh turun hingga -168 ºC.

Semasa gerhana, atmosfer satelit yang tipis mengembun di permukaan, membentuk ais sulfur dioksida dan hilang sepenuhnya.

Kemudian, apabila gerhana berhenti dan suhu mulai meningkat, sulfur dioksida pekat menguap dan atmosfera nipis Io kembali. Inilah kesimpulan yang dicapai pada tahun 2016 oleh pasukan NASA.

Oleh itu, atmosfer Io tidak dibentuk oleh gas dari gunung berapi, tetapi oleh penyejukan ais di permukaannya.

Pergerakan terjemahan

Io membuat revolusi lengkap di sekitar Musytari dalam 1,7 hari Bumi, dan setiap putaran satelit dikalahkan oleh planet inangnya, selama 2 jam.

Oleh kerana daya pasang surut yang besar, orbit Io harus berbentuk bulat, namun ini tidak berlaku kerana interaksi dengan bulan Galilea yang lain, yang dengannya mereka berada dalam resonansi orbit.

Ketika Io berusia 4 tahun, Europa menjadi 2 dan Ganymede 1. Fenomena ingin tahu dapat dilihat dalam animasi berikut:

Gambar 3. Resonansi orbit Io dan satelit saudaranya: Ganymede dan Europa. Sumber: Wikimedia Commons.

Interaksi ini menyebabkan orbit satelit mempunyai eksentrik tertentu, dikira pada 0,0041.

Radius orbit terkecil (periastrum atau perihelion) Io adalah 420,000 km, sementara radius orbit terbesar (apoaster atau aphelion) adalah 423,400 km, memberikan radius orbital rata-rata 421,600 km.

Bidang orbit condong berbanding dengan satah orbit Bumi sebanyak 0.040 °.

Io dianggap sebagai satelit terdekat dengan Musytari, tetapi sebenarnya terdapat empat satelit lagi di bawah orbitnya, walaupun sangat kecil.

Sebenarnya Io 23 kali lebih besar daripada yang terbesar dari satelit kecil ini, yang mungkin meteorit terperangkap dalam graviti Musytari.

Nama-nama bulan kecil, sesuai dengan planet tuan rumah mereka adalah: Metis, Adrastea, Amalthea, dan Thebe.

Selepas orbit Io, satelit seterusnya adalah satelit Galilea: Europa.

Walaupun sangat dekat dengan Io, Eropah sama sekali berbeza dari segi komposisi dan strukturnya. Hal ini diyakini demikian kerana perbezaan kecil dalam radius orbit (249 ribu km) menjadikan daya pasang surut di Europa jauh lebih sedikit.

Orbit Io dan magnetosfera Musytari

Gunung berapi di Io meniup atom sulfur terionisasi ke angkasa yang terperangkap oleh medan magnet Musytari, membentuk donat konduktor plasma yang sepadan dengan orbit satelit.

Medan magnet Jupiter sendiri yang membawa bahan terion dari atmosfer Io yang nipis.

Fenomena ini menghasilkan arus 3 juta ampere yang menguatkan medan magnet Jupiter yang sudah kuat menjadi lebih dari dua kali ganda nilainya jika tidak ada Io.

Gerakan putaran

Tempoh putaran di sekitar paksi sendiri bertepatan dengan tempoh orbit satelit, yang disebabkan oleh daya pasang surut yang diberikan oleh Musytari pada Io, nilainya adalah 1 hari, 18 jam dan 27.6 saat.

Kecenderungan paksi putaran boleh diabaikan.

Struktur dalaman

Oleh kerana ketumpatan purata 3.5 g / cm ^{3, dapat} disimpulkan bahawa struktur dalaman satelit berbatu. Analisis spektral Io tidak mendedahkan kehadiran air, oleh itu kewujudan ais tidak mungkin.

Menurut perhitungan berdasarkan data yang dikumpulkan, satelit tersebut dipercayai memiliki inti kecil besi atau besi yang dicampurkan dengan sulfur.

Ia diikuti dengan mantel berbatu yang dalam dan sebahagian cair, dan kerak berbatu yang nipis.

Permukaannya menampilkan warna pizza yang buruk: merah, kuning pucat, coklat dan oren.

Kerak bumi pada mulanya dianggap sulfur, tetapi pengukuran inframerah menunjukkan bahawa gunung berapi meletus lava pada suhu 1500ºC, menunjukkan bahawa ia tidak hanya terdiri dari belerang (yang mendidih pada suhu 550 )C), ada juga batuan cair.

Bukti lain mengenai kehadiran batu adalah kewujudan beberapa gunung dengan ketinggian yang mendua Gunung Everest. Sulfur sahaja tidak akan mempunyai kekuatan untuk menjelaskan formasi ini.

Struktur dalaman Io mengikut model teori diringkaskan dalam ilustrasi berikut:

Rajah 4. Struktur Io. Sumber: Wikimedia Commons.

Geologi Io

Kegiatan geologi planet atau satelit didorong oleh kepanasan dalamannya. Dan contoh terbaik adalah Io, yang paling dalam dari satelit terbesar di Musytari.

Jisim planet asalnya yang sangat besar menjadi daya tarikan meteorit, seperti yang diingati oleh Shoemaker-Levy 9 pada tahun 1994, namun Io tidak menunjukkan kawah hentaman dan alasannya adalah kerana aktiviti gunung berapi yang kuat menghapusnya.

Io mempunyai lebih dari 150 gunung berapi aktif yang memuntahkan abu yang cukup untuk menguburkan kawah hentaman. Vulkanisme Io jauh lebih kuat daripada Bumi dan yang terbesar di seluruh sistem suria.

Yang meningkatkan letusan gunung berapi Io adalah sulfur yang dilarutkan dalam magma, yang ketika tekanannya dilepaskan, mendorong magma, membuang abu dan gas setinggi 500 m.

Abu kembali ke permukaan satelit, menghasilkan lapisan serpihan di sekitar gunung berapi.

Kawasan keputihan diperhatikan di permukaan Io kerana sulfur dioksida beku. Di celah-celah kesalahan, lava cair mengalir dan meletup ke atas.

Gambar 5. Urutan yang diambil oleh penyelidikan New Horizons, menunjukkan gunung berapi meletus di permukaan Io. Sumber: NASA.

Dari mana tenaga Io berasal?

Dengan Io sedikit lebih besar daripada Bulan, yang sejuk dan mati secara geologi, seseorang bertanya-tanya dari mana tenaga satelit Jovian kecil ini berasal.

Ia bukan haba pembentukan yang tersisa, kerana Io tidak cukup besar untuk menahannya. Juga peluruhan radioaktif dalamannya, kerana pada hakikatnya tenaga yang dikeluarkan oleh gunung berapi dengan mudah melipatgandakan panas radiasi yang dihasilkan oleh badan sebesar itu.

Sumber tenaga Io adalah daya pasang surut, kerana graviti Musytari yang sangat besar dan kerana jaraknya yang dekat dengannya.

Daya ini sangat hebat sehingga permukaan satelit naik dan turun 100 m. Geseran antara batu-batu inilah yang menghasilkan haba yang sangat besar ini, tentunya jauh lebih besar daripada kekuatan pasang surut daratan, yang hampir tidak dapat menggerakkan permukaan pepejal benua dengan beberapa sentimeter.

Geseran besar yang disebabkan oleh daya pasang surut raksasa pada Io menyebabkan haba yang cukup dihasilkan untuk mencairkan lapisan dalam. Sulfur dioksida menguap, menghasilkan tekanan yang cukup untuk magma yang dimuntahkan oleh gunung berapi untuk menyejukkan dan menutup permukaannya.

Kesan pasang surut berkurang dengan kubus jarak ke pusat tarikan, jadi kesan ini kurang penting di satelit yang lebih jauh dari Musytari, di mana geologi dikuasai oleh impak meteorit.

Rujukan

1. 20 minit. (2016) Pemerhatian gerhana di Io mengungkap rahsianya. Dipulihkan dari: 20minutos.es
2. Kutner, M. (2010) Astronomi: Perspektif fizikal. Akhbar Universiti Cambridge.
3. Benih dan Backman. (2011). Sistem suria. Pembelajaran Cengage.
4. Wikipedia. Io (satelit). Dipulihkan dari: es. wikipedia.com
5. Wikipedia. Satelit Musytari. Dipulihkan dari: es. wikipedia.com
6. Wikipedia. Satelit Galilea. Dipulihkan dari: wikipedia.com