IO (UYDU): ÖZELLIKLER, KOMPOZISYON, YÖRÜNGE, HAREKET, YAPI - ARTE - 2025

Io , 1610'da Galileo Galilei tarafından kendi inşa ettiği ilkel bir teleskopla keşfedildiği için bu şekilde adlandırılan dört Galile uydusunun (Io, Europa, Ganymede, Callisto) bir parçasıdır.

Galilean uydularının ve kalan 75 Jüpiter uydusunun üçüncü en büyüğüdür. Yörünge yarıçapı sırasına göre, beşinci uydu ve Galilealıların ilki. Adı, İo'nun Roma mitolojisinde Jüpiter olarak da adlandırılan tanrı Zeus'un aşık olduğu birçok bakireden biri olduğu Yunan mitolojisinden geliyor.

Şekil 1. Io, Galileo Galilei tarafından 1610'da keşfedilen dört uydunun bir parçasıdır ve dört uydunun gezegene en yakın olanıdır. (wikimedia müşterekleri).

Io, Dünya'nın çapının üçte biri ve uydumuzun büyüklüğü Ay'dır. Güneş sistemindeki diğer uydularla karşılaştırıldığında Io, Ay'ın önünde beşinci sırada yer alıyor.

Io'nun yüzeyinde geniş ovalardan sıyrılan sıradağlar var. Güneş sistemindeki en büyüğü olarak kabul edilen büyük jeolojik ve volkanik faaliyetleriyle silindiklerini gösteren çarpma kraterleri gözlemlenmemiştir. Volkanları, yüzeyinin 500 km üzerinde yükselen kükürt bileşiği bulutları üretir.

Yüzeyinde, uydunun yoğun volkanizması nedeniyle oluşan, bazıları Everest Dağı'ndan daha yüksek olan yüzlerce dağ var.

1610'da Io'nun ve diğer Galilean uydularının keşfi, o zamanlar her şeyin merkezi olduğumuz düşünüldüğünden, evrendeki konumumuzun perspektifini değiştirdi.

Galileo'nun Jüpiter'in etrafında dönen uydular olarak adlandırdığı gibi "diğer dünyaları" keşfederek, Copernicus'un önerdiği, gezegenimizin Güneş etrafında döndüğü fikri daha uygulanabilir ve elle tutulur hale geldi.

Io sayesinde, ışık hızının ilk ölçümü 1676'da Danimarkalı gökbilimci Ole Christensen Rømer tarafından yapıldı. Jüpiter tarafından Io'nun tutulma süresinin, Dünya Jüpiter'e göre 22 dakika daha kısa olduğunu fark etti. en uzak noktasındayken.

Bu, ışığın Dünya'nın yörünge çapını dolaşması için geçen zamandı, oradan Rømer ışık hızı için şu anda kabul edilen değerden% 25 daha az olan 225.000 km / s tahmin etti.

Io'nun genel özellikleri

Voyager misyonu Jovian sistemine yaklaştığında, Io üzerinde patlayan sekiz volkan buldu ve Galileo misyonu, uyduya çok yaklaşamasa da, volkanların mükemmel çözünürlüklü görüntülerini ortaya çıkardı. Bu sondayı en az 100 patlayan yanardağ tespit etti.

Şekil 2. Geniş ovaları ve bol volkanları Galileo sondası ile fotoğraflanan gerçek renklerde gösteren Io'nun yüzeyi. Kaynak: NASA.

Io'nun temel fiziksel özellikleri şunlardır:

-Çapı 3.643,2 km'dir.

-Kütle: 8,94 x 10 ²² kg.

-Ortalama yoğunluk 3.55 g / cm ³ .

-Yüzey sıcaklığı: (ºC): -143 ila -168

-Yüzeyindeki yerçekimi ivmesi 1.81 m / s ² veya 0.185g'dır.

-Dönüş süresi: 1d 18h ​​27.6m

Çeviri süresi: 1d 18h ​​27,6m

-% 100 kükürt dioksitten (SO2) oluşan atmosfer.

Io'nun temel özelliklerinin özeti

Kompozisyon

Io'nun en göze çarpan özelliği, esasen volkanik yüzeyde biriken sülfürden kaynaklanan sarı rengidir. Bu nedenle dev Jüpiter'in çektiği meteorlardan kaynaklanan darbeler sık ​​olmakla birlikte hızla silinmektedir.

Bazaltların her zaman olduğu gibi uyduda bol miktarda kükürt ile sarı renkte olduğu düşünülmektedir.

Kabuk donmuş kükürt ve kükürt dioksitten oluşurken, erimiş silikatlar mantoda bol miktarda bulunur (iç yapının ayrıntıları için aşağıya bakın).

Io, güneş sistemindeki en yoğun uydudur (3,53 g / cc) ve kayalık gezegenlerle karşılaştırılabilir. Mantonun silikat kayası, erimiş demir sülfür çekirdeğini çevreler.

Son olarak, Io'nun atmosferi neredeyse% 100 kükürt dioksitten oluşur.

Atmosfer

Spektral analizler, ince bir kükürt dioksit atmosferi ortaya koymaktadır. Yüzlerce aktif yanardağ saniyede bir ton gaz yaysa da, düşük yerçekimi nedeniyle uydu bunları tutamıyor ve uydunun kaçış hızı da çok yüksek değil.

Ek olarak, Io'nun çevresinden ayrılan iyonize atomlar, Jüpiter'in manyetik alanı tarafından hapsolur ve yörüngesinde bir tür halka oluşturur. Yörüngeleri Io'nunkinin altında olan küçük ve yakın uydu Amalthea'ya kırmızımsı renk veren bu sülfür iyonlarıdır.

İnce ve ince atmosferin basıncı çok düşük ve sıcaklığı -140ºC'nin altındadır.

Uydu, Jüpiter'in radyasyon kuşakları içinde olduğu için Io'nun yüzeyi, düşük sıcaklıkları, toksik atmosferi ve muazzam radyasyonu nedeniyle insanlara düşman.

Io'nun atmosferi kayboluyor ve tutuşuyor

Io'nun yörünge hareketinden dolayı, Jüpiter onu gölgede bıraktığı için uydunun Güneş ışığını almayı durdurduğu bir zaman vardır. Bu süre 2 saat sürer ve beklendiği gibi sıcaklık düşer.

Nitekim, Io Güneş'le yüzleştiğinde sıcaklığı -143ºC'dir, ancak devasa Jüpiter tarafından tutulduğunda sıcaklığı -168ºC'ye düşebilir.

Tutulma sırasında uydunun ince atmosferi yüzeyde yoğunlaşarak kükürt dioksit buzu oluşturur ve tamamen kaybolur.

Daha sonra tutulma sona erdiğinde ve sıcaklık yükselmeye başladığında, yoğunlaşmış kükürt dioksit buharlaşır ve Io'nun ince atmosferi geri döner. Bu, bir NASA ekibi tarafından 2016'da ulaşılan sonuçtur.

Böylece, Io'nun atmosferi yanardağlardan gelen gazlardan değil, yüzeyindeki buzun süblimleşmesinden oluşur.

Çeviri hareketi

Io, 1.7 Dünya gününde Jüpiter'in etrafında tam bir devrim yapar ve uydunun her dönüşü, 2 saatlik bir süre boyunca ev sahibi gezegen tarafından gölgede kalır.

Muazzam gelgit kuvveti nedeniyle Io'nun yörüngesi dairesel olmalıdır, ancak yörünge rezonansında oldukları diğer Galilean uyduları ile etkileşim nedeniyle durum böyle değildir.

Io 4 yaşına geldiğinde, Europa 2 ve Ganymede 1 yaşına girdiğinde ilginç fenomen aşağıdaki animasyonda görülebilir:

Şekil 3. Io ve kardeş uydularının yörünge rezonansı: Ganymede ve Europa. Kaynak: Wikimedia Commons.

Bu etkileşim uydunun yörüngesinin 0.0041 olarak hesaplanan belirli bir eksantrikliğe sahip olmasına neden olur.

Io'nun en küçük yörünge yarıçapı (periaster veya günberi) 420.000 km, en büyük yörünge yarıçapı (apoaster veya aphelion) 423.400 km'dir ve 421.600 km'lik bir ortalama yörünge yarıçapı verir.

Yörünge düzlemi, Dünya'nın yörünge düzlemine göre 0,040 ° eğimlidir.

Io, Jüpiter'e en yakın uydu olarak kabul edilir, ancak gerçekte yörüngesinin altında son derece küçük de olsa dört uydu daha vardır.

Aslında Io, bu küçük uyduların en büyüğünden 23 kat daha büyüktür ve bunlar muhtemelen Jüpiter'in yerçekiminde sıkışıp kalmış göktaşlarıdır.

Ev sahibi gezegenlerine yakınlık sırasına göre küçük uyduların isimleri şunlardır: Metis, Adrastea, Amalthea ve Thebe.

Io'nun yörüngesinden sonra, bir sonraki uydu Galilean uydu: Europa.

Io'ya çok yakın olmasına rağmen, Avrupa kompozisyon ve yapı bakımından tamamen farklı. Bunun böyle olduğuna inanılıyor çünkü yörünge yarıçapındaki küçük farkın (249 bin km), Europa'daki gelgit kuvvetini önemli ölçüde azaltması.

Io yörüngesi ve Jüpiter'in manyetosferi

Io üzerindeki volkanlar, Jüpiter'in manyetik alanı tarafından hapsedilen uzaya iyonize kükürt atomları üfleyerek, uydunun yörüngesine uyan bir plazma iletken halka oluşturur.

İo'nun ince atmosferinden iyonize malzemeyi taşıyan Jüpiter'in kendi manyetik alanıdır.

Bu fenomen, Jüpiter'in zaten güçlü olan manyetik alanını, Io olmasaydı sahip olacağı değerin iki katından fazlasına yoğunlaştıran 3 milyon amperlik bir akım yaratıyor.

Dönen hareket

Jüpiter'in Io'ya uyguladığı gelgit kuvvetinin neden olduğu, değeri 1 gün, 18 saat ve 27,6 saniye olan uydunun kendi ekseni etrafında dönme periyodu, uydunun yörünge periyoduna denk gelir.

Dönme ekseninin eğimi önemsizdir.

İç yapı

Ortalama yoğunluğu 3,5 g / cm ³ olduğu için uydunun iç yapısının kayalık olduğu sonucuna varılmıştır. Io'nun spektral analizi suyun varlığını ortaya çıkarmaz, bu nedenle buzun varlığı olası değildir.

Toplanan verilere dayanan hesaplamalara göre, uydunun kükürt ile karıştırılmış küçük bir demir veya demir çekirdeğine sahip olduğuna inanılıyor.

Bunu derin ve kısmen erimiş bir kayalık manto ve ince, kayalık bir kabuk izler.

Yüzey, kötü yapılmış bir pizzanın renklerine sahiptir: kırmızı, soluk sarı, kahverengi ve turuncu.

Kabuğun başlangıçta kükürt olduğu düşünülüyordu, ancak kızılötesi ölçümler, volkanların 1500ºC'de lav püskürttüğünü ortaya koyuyor, bu da sadece kükürtten (550ºC'de kaynayan) oluşmadığını, aynı zamanda erimiş kaya da olduğunu gösteriyor.

Kayanın varlığının bir başka kanıtı, Everest Dağı'nı taklit eden yüksekliğe sahip bazı dağların varlığıdır. Tek başına kükürt bu oluşumları açıklama gücüne sahip olamaz.

Teorik modellere göre Io'nun iç yapısı aşağıdaki şekilde özetlenmiştir:

Şekil 4. Io'nun Yapısı. Kaynak: Wikimedia Commons.

Io Jeolojisi

Bir gezegenin veya uydunun jeolojik faaliyeti, iç kısmındaki ısıya bağlıdır. Ve en iyi örnek, Jüpiter'in en büyük uydularının en içteki Io'dur.

Ev sahibi gezegenin muazzam kütlesi, 1994'te Shoemaker-Levy 9'un hatırladığı gibi, göktaşları için büyük bir çekicidir, ancak Io kraterleri göstermez ve bunun nedeni, yoğun volkanik faaliyetin onları silmesidir.

Io, çarpma kraterlerini gömmeye yetecek kadar kül püskürten 150'den fazla aktif yanardağa sahiptir. Io'nun volkanizması Dünya'nınkinden çok daha yoğundur ve tüm güneş sistemindeki en büyüğüdür.

Io yanardağlarının patlamalarını artıran şey, magma içinde çözünen kükürttür; bu kükürt, basıncını serbest bıraktığında magmayı tahrik eder, kül ve gazı 500 m yüksekliğe kadar fırlatır.

Kül, yanardağların etrafında enkaz katmanları oluşturarak uydunun yüzeyine geri döner.

Io yüzeyinde donmuş kükürt dioksit nedeniyle beyazımsı alanlar gözlenir. Fayların yarıklarında erimiş lav akar ve yukarı doğru patlar.

Şekil 5. Io yüzeyinde patlayan bir yanardağı gösteren New Horizons sondası tarafından alınan sekans. Kaynak: NASA.

Io'nun enerjisi nereden geliyor?

Io soğuk ve jeolojik olarak ölü olan Ay'dan biraz daha büyük olduğu için, bu küçük Jovian uydusunun enerjisinin nereden geldiğini merak ediyor insan.

Kalan oluşum ısısı olamaz çünkü Io onu tutacak kadar büyük değil. İç kısmındaki radyoaktif bozulma da değildir, çünkü gerçekte yanardağları tarafından yayılan enerji, bu büyüklükteki bir cismin yaydığı radyasyon ısısını kolayca üç katına çıkarır.

Io'nun enerji kaynağı, Jüpiter'in muazzam yerçekimi ve ona olan yakınlığı nedeniyle gelgit kuvvetidir.

Bu kuvvet o kadar büyük ki uydunun yüzeyi 100 m yükselip alçalıyor. Kayalar arasındaki sürtünme, bu muazzam ısıyı üreten şeydir, kesinlikle kıtaların katı yüzeyini birkaç santimetre zorlukla hareket ettiren karasal gelgit kuvvetlerininkinden çok daha büyüktür.

Io üzerindeki devasa gelgit kuvvetinin neden olduğu muazzam sürtünme, derin katmanları eritmek için yeterli ısı üretilmesine neden olur. Kükürt dioksit buharlaşarak volkanların püskürttüğü magmanın soğuması ve yüzeyi kaplaması için yeterli basınç oluşturur.

Gelgit etkisi, çekim merkezine olan mesafenin küpü ile azalır, bu nedenle bu etki, jeolojinin göktaşı etkilerinin hakim olduğu Jüpiter'den daha uzaktaki uydularda daha az önemlidir.

Referanslar

1. 20 dakika. (2016) Io'da bir tutulmanın gözlemlenmesi sırlarını ortaya koyuyor. Kurtarıldığı yer: 20minutos.es
2. Kutner, M. (2010) Astronomi: Fiziksel bir bakış açısı. Cambridge University Press.
3. Seeds ve Backman. (2011) Güneş sistemi. Cengage Learning.
4. Vikipedi. Io (uydu). Kurtarıldığı yer: es. wikipedia.com
5. Vikipedi. Jüpiter uyduları. Kurtarıldığı yer: es. wikipedia.com
6. Vikipedi. Galile uydusu. Wikipedia.com adresinden kurtarıldı