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In Depth / Io – NASA Solar System Exploration

Einführung

Jupiters felsiger Mond Io ist die vulkanisch aktivste Welt im Sonnensystem mit Hunderten von Vulkanen, von denen einige Lavafontänen ausbrechen Dutzende von Meilen (oder Kilometern) hoch. Io’s bemerkenswerte Aktivität ist das Ergebnis eines Tauziehens zwischen Jupiters starker Schwerkraft und kleineren, aber genau zeitgesteuerten Zügen von zwei benachbarten Monden, die weiter von Jupiter entfernt sind – Europa und Ganymed.In der Mythologie ist Io eine sterbliche Frau, die während eines Streits zwischen dem griechischen Gott Zeus – Jupiter in der römischen Mythologie – und seiner Frau Hera – Juno zu den Römern in eine Kuh verwandelt wurde.

Größe und Entfernung

Größe und Entfernung

Io ist etwas größer als der Erdmond und der drittgrößte der Jupitermonde und der fünfte in der Entfernung vom Planeten.

Umlaufbahn und Rotation

Umlaufbahn und Rotation

Obwohl Io in seiner Umlaufbahn um den Riesenplaneten immer die gleiche Seite auf Jupiter zeigt, stören die großen Monde Europa und Ganymed Io’s Umlaufbahn in eine unregelmäßig elliptische. So ist Io in seinen sehr unterschiedlichen Entfernungen von Jupiter enormen Gezeitenkräften ausgesetzt.Diese Kräfte bewirken, dass sich die Oberfläche von Io um bis zu 330 Fuß (100 Meter) nach oben und unten (oder nach innen und außen) wölbt. Vergleichen Sie diese Gezeiten auf der festen Oberfläche von Io mit den Gezeiten auf den Ozeanen der Erde. Auf der Erde, an dem Ort, an dem die Gezeiten am höchsten sind, beträgt der Unterschied zwischen Ebbe und Flut nur 18 Meter (60 Fuß), und dies gilt für Wasser und nicht für festen Boden. Io’s Umlaufbahn, die es auf mehr oder weniger gemütlichen 262.000 Meilen (422.000 Kilometer) von Jupiter hält, schneidet über die starken magnetischen Kraftlinien des Planeten und verwandelt Io in einen elektrischen Generator. Io kann 400.000 Volt über sich selbst entwickeln und einen elektrischen Strom von 3 Millionen Ampere erzeugen. Dieser Strom nimmt den Weg des geringsten Widerstands entlang der Magnetfeldlinien des Jupiter zur Planetenoberfläche und erzeugt Blitze in der oberen Atmosphäre des Jupiter.

Ein 3D-Modell von Io, einem vulkanischen Jupitermond. Credit: NASA Visualization Technology Applications and Development (VTAD)› Download Options

Surface

Surface

Die Gezeitenkräfte erzeugen eine enorme Menge an Wärme in Io und halten einen Großteil seiner unterirdischen Kruste in flüssiger Form auf der Suche nach einem verfügbaren Fluchtweg zur Oberfläche, um den Druck zu verringern. So erneuert sich die Oberfläche von Io ständig, füllt alle Einschlagskrater mit geschmolzenen Lavaseen und verteilt glatte neue Auen aus flüssigem Gestein. Die Zusammensetzung dieses Materials ist noch nicht ganz klar, aber Theorien deuten darauf hin, dass es sich größtenteils um geschmolzenen Schwefel und seine Verbindungen (die für die unterschiedliche Färbung verantwortlich wären) oder Silikatgestein (das die scheinbaren Temperaturen, die möglicherweise zu heiß sind, besser erklären würde) handelt zu heiß, um Schwefel zu sein). Schwefeldioxid ist der Hauptbestandteil einer dünnen Atmosphäre auf Io. Es hat kein Wasser zu sprechen, im Gegensatz zu den anderen, kälteren galiläischen Monden. Daten der Galileo-Raumsonde deuten darauf hin, dass ein Eisenkern das Zentrum von Io bilden könnte, wodurch Io sein eigenes Magnetfeld erhält.

Magnetosphäre

Magnetosphäre

Während Jupiter rotiert, nimmt er sein Magnetfeld mit, fegt an Io vorbei und entfernt jede Sekunde etwa 1 Tonne (1.000 Kilogramm) von Io’s Material. Dieses Material wird im Magnetfeld ionisiert und bildet eine donutförmige Wolke intensiver Strahlung, die als Plasmatorus bezeichnet wird. Einige der Ionen werden entlang der magnetischen Kraftlinien in die Jupiteratmosphäre gezogen und erzeugen Polarlichter in der oberen Atmosphäre des Planeten. Es sind die Ionen, die aus diesem Torus austreten, die Jupiters Magnetosphäre auf über die doppelte Größe aufblasen, die wir erwarten würden.

Entdeckung

Galileo Manuskript
Entwurf eines Briefes an Leonardo Donato, Doge von Venedig, August 1609, und Notizen zu den Jupitermonden, Januar 1610. Bildnachweis: University of Michigan Special Collections Library

Entdeckung

Io wurde am Jan entdeckt. 8, 1610 von Galileo Galilei. Die Entdeckung, zusammen mit drei anderen Jupitermonden, war das erste Mal, dass ein Mond entdeckt wurde, der einen anderen Planeten als die Erde umkreiste. Die Entdeckung der vier galileischen Satelliten führte schließlich zu dem Verständnis, dass Planeten in unserem Sonnensystem die Sonne umkreisen, anstatt dass sich unser Sonnensystem um die Erde dreht. Galileo hatte offenbar Io am Jan beobachtet. 7, 1610, konnte aber bis zur nächsten Nacht nicht zwischen Io und Europa unterscheiden.

Wie Io zu seinem Namen kam

Galileo nannte ursprünglich Jupiters Monde die mediceischen Planeten, nach der mächtigen italienischen Medici-Familie und bezeichnete die einzelnen Monde numerisch als I, II, III und IV. Galileis Benennungssystem würde für ein paar Jahrhunderte verwendet werden.Erst Mitte der 1800er Jahre wurden die Namen der galiläischen Monde Io, Europa, Ganymed und Callisto offiziell angenommen, und erst nachdem sich herausstellte, dass die Benennung von Monden nach Zahlen sehr verwirrend sein würde, da neue zusätzliche Monde entdeckt wurden.In der Mythologie ist Io eine sterbliche Frau, die während eines Ehestreits zwischen dem griechischen Gott Zeus — Jupiter in der römischen Mythologie — und seiner Frau Juno in eine Kuh verwandelt wurde. Die Juno-Mission der NASA ist nach Juno benannt, die durch die Wolken blicken und die Missetaten ihres Mannes aufdecken konnte. Das Raumschiff blickt auch durch Wolken, um Jupiters Geheimnisse zu enthüllen.

Potential für Leben

Potential für Leben

Konstanter Vulkanismus und intensive Strahlung machen Io zu einem unwahrscheinlichen Ziel für Leben.