Io (astronomia)

Io è il più interno delle quattro lune galileiane, ed è un satellite naturale di Giove (astronomia). Il suo nome deriva da Io, una delle molti amanti di Zeus nella mitologia greca.

Anche se il nome "Io" fu suggerito da Simon Marius poco dopo la sua scoperta, sia questo nome che quelli assegnati agli altri satelliti galileiani caddero in disuso, e non furono più utilizzati fino alla metà del XX secolo. Nella maggior parte della letteratura astronomica, Io è chiamato semplicemente con la sua designazione numerica Giove I oppure come il primo satellite di Giove.

Vulcanismo

La caratteristica più evidente ed importante di Io è la sua natura vulcanica: è il corpo più vulcanicamente attivo del sistema solare. A differenza dei vulcani terrestri, i vulcani di Io emettono zolfo o forse diossido di zolfo.

L'energia per questa attività deriva probabilmente dalle forze di marea sprigionate dall'interazione tra Io, Giove e altre due lune del pianeta, Europa e [[Ganimede (astronomia)|]. Le tre lune sono bloccate in [[risonanza orbitale], in modo che Io compie due orbite per ogni orbita di Europa, la quale a sua volta combie due orbite per ogni orbita di Ganimede. Anche se Io rivolge sempre la stessa faccia verso Giove, gli effetti di Europa e Ganimede lo fanno oscillare un poco. Queste oscillazioni finiscono per causare allungamenti e contrazioni di Io fino a variare il suo diametro anche di 100 metri, e generano calore a causa della frizione interna.

Alcuni dei pennacchi vulcanici di Io sono stati visti estendersi per oltre 300 chilometri al di sopra della superfice prima di ricadere indietro, con materiale espulso alla velocità di circa un chilometro al secondo. Le eruzioni vulcaniche cambiano rapidamente: nei quattro mesi trascorsi dall'arrivo del Voyager 1 a quello del Voyager 2 alcune eruzioni si erano placate, mentre ne erano iniziate delle nuove. Anche i depositi di detriti circondanti i pennacchi erano cambiati.

Un'altra fonte di energia per Io è che la sua traiettoria lo porta ad incrociare le linee del campo magnetico di Giove, generando delle correnti elettriche. Anche se piuttosto piccole rispetto all'energia derivante dal riscaldamento mareale, queste correnti possono portare fino a 1000 gigawatt con una differenza di potenziale di 400.000 volt. Esse strappano da Io degli atomi ionizzati ad un ritmo di una tonnellata al secondo, atomi che vanno a formare un toro attorno a Giove di intensa radiazione, visibile in modo evidente nell'ultravioletto. Le particelle che sfuggono da questo toro sono parzialmente responsabili per l'insolita grandezza della magnetosfera di Giove, perché la gonfiano da dentro. Dati recenti della sonda Galileo indicano che Io potrebbe avere un campo magnetico proprio.

La posizione di Io relativamente alla Terra e a Giove ha un forte effetto sulle emissioni radio gioviane: quando Io è visibile, esse aumentano considerevolmente.

Caratteristiche fisiche

A differenza della maggior parte delle lune del sistema solare esterno, la composizione di Io sembra simile quella dei pianeti terrestri, fatti in prevalenza di rocce silicee fuse. I dati più recenti della sonda Galileo suggeriscono che Io abbia un nucleo di ferro (forse mescolato con solfuro di ferro) del raggio di almeno 900 km.

Quando le immagini del Voyager 1 arrivarono a Terra nel 1979, gli scienziati si aspettavano di vedere numerosi crateri, che avrebbero fornito indizi sull'età della luna. Essi furono invece sorpresi nel constatare che la superficie di Io manca completamente di crateri, a causa della fortissima attività vulcanica che trasforma continuamente il territorio. La superficie di Io è descritta come "giovane", come quella della Terra, perché le caratteristiche visibili oggi si sono formate in tempi relativamente recenti. Per confronto, le superfici pesantemente craterizzate di molti corpi celesti (come per esempio la Luna) son o considerate "vecchie", perché sono rimaste immutate per miliardi di anni, a parte l'occasionale nuovo cratere.

In aggiunta ai vulcani, la superficie di Io ospita montagne non vulcaniche, numerosi laghi di zolfo fuso, caldere profonde anche chilometri, ed estese colate, lunghe centinaia di chilometri, di fluidi a bassa viscosità (forse qualche forma di zolfo o silicati fusi). Lo zolfo e i suoi composti hanno una grande varietà di colori e sono responsabili per l'aspetto inusuale di Io.

L'analisi delle immagini dei Voyager portò gli scienziati a concludere che le colate di lava sulla superficie di Io erano composte da vari derivati dello zolfo fuso. Osservazioni successive, condotte da Terra nella banda dell'infrarosso, hanno rivelato che esse sono troppo calde per lo zolfo liquido: i punti più caldi possono arrivare ai 2000 gradi (anche se la media è molto più bassa: 130 K, pari a 150°C sotto zero). Un'ipotesi è che le lave di Io siano di rocce silicee fuse. Recenti osservazioni condotte col Telescopio Spaziale Hubble indicano che il materiale potrebbe essere ricco di sodio. Potrebbe esserci una varietà di differenti materiali in luoghi separati di Io.

Io ha una sottile atmosfera, composta da diossido di zolfo e forse qualche altro gas.

A differenza delle altre lune galileiane, Io non ha praticamente acqua. La causa è probabilmente il calore eccessivo di Giove, che durante la sua formazione era abbastanza caldo da espellere tutti gli elementi volatili alla distanza di Io, ma non abbastanza per fare la stessa cosa a distanze più elevate.

Link esterni

• Bill Arnett's IO webpage
• The Calendars of Jupiter