Io
Io ist der fünfte der bekannten Jupitermonde und der drittgrößte; sie ist der innerste der Galileischen Monde. Io ist etwas größer als der Mond der Erde.
Umlaufbahn: 422.000 km oberhalb von Jupiter
Durchmesser: 3.630 km
Masse: 8,93·1022 kg
Io war in der griechischen Mythologie eine Geliebte von Zeus (Jupiter), der sie vergeblich in eine Färse verwandelte, um sie vor der eifersüchtigen Hera zu verbergen.
Entdeckt 1610 durch Galileo und Marius.
Im Gegensatz zu den meisten anderen Monden im äußeren Sonnensystem dürften Io und Europa in ihren Bestandteilen den terrestrischen Planeten sehr ähneln, hauptsächlich bestehend aus geschmolzenen silikaten Felsen. Kürzlich empfangene Daten von der Galileo-Sonde deuten an, daß Io einen Kern aus Eisen (möglicherweise vermischt mit Eisensulfid) mit einem Radius von mindestens 900 km besitzt.
Ios Oberfläche unterschiedet sich gravierend von denen aller anderen
Körper im Sonnensystem. Dies war eine sehr große
Überraschung für die Wissenschaftler der Voyager-Missionen
nach deren erster Annäherung. Man hatte erwartet,
Einschlagskrater wie auf anderen terrestrischen Körper sehen zu
können, nach deren Anzahl pro Fläche man das Alter der
Oberfläche Ios schätzen wollte. Es gibt aber nur sehr
wenige Einschlagskrater, wenn man überhaupt welche findet.
Folgerichtig ist diese Oberfläche extrem jung.
Anstelle
von Kratern fand Voyager 1 hunderte vulkanischer Calderas.
Manche dieser Vulkane sind aktiv! Sensationelle Fotos
tatsächlicher Eruptionen mit Rauchwolken von 300 km Höhe
wurden sowohl von den Voyagers (rechts) wie auch von Galileo (unten)
zurückgesandt. Dies dürfte die wichtigste einzelne
Entdeckung der Voyager-Missionen sein; es war der erste Beweis dafür,
daß das Innere anderer „terrestrischer“ Körper
tatsächlich heiß und aktiv ist. Das Material, das aus Ios
Öffnungen austritt, scheint aus Schwefel oder Schwefeldioxid zu
bestehen. Dabei wechseln die vulkanischen Eruptionen schnell: In den
gerade einmal vier Monaten zwischen dem Eintreffen von Voyager
1 und Voyager 2 hatten
manche aufgehört, während andere in Gang kamen. Und auch
die Ablagerungen um die Öffnungen hatten sich sichtlich verändert.
Neue Bilder, aufgenommen durch das Infrarot Telescope Facility der NASA auf dem Mauna Kea, Hawaii, zeigen eine neue, sehr große Eruption (rechts). Außerdem wurde eine neue Erscheinung in der Nähe von Ra Patera durch das HST entdeckt. Die Aufnahmen von Galileo zeigen wieder viele Veränderungen zu der Zeit, zu den Annäherungen der Voyagersonden. Diese Beobachtungen bestätigen, daß Ios Oberfläche in der Tat sehr aktiv ist.
Io besitzt eine verblüffende Vielzahl von unterschiedlichen
Geländeformen: Calderas bis zu mehreren Kilometern tief, Seen
flüssigen Schwefels (unten rechts), Berge, die offensichtlich
KEINE Vulkane sind (links), ausgedehnte Flüsse, hunderte
Kilometer lang, voll mit einer Flüssigkeit mit niedriger
Viskosität (eine Form von Schwefel?), sowie vulkanische
Öffnungen. Schwefel und seine Verbindungen besitzen eine große
Vielfalt von Farben und zeichnen daher für Ios farbenprächtige
Erscheinung verantwortlich.
Analysen der Voyager-Bilder führten die Wissenschaftler zu der Annahme, daß die Lavaflüsse an Ios Oberfläche hauptsächlich aus verschiedenen flüssigen Schwefelverbindungen bestehen. Dennoch haben erdbasierte Aufnahmen im Infrarotbereich angezeigt, daß diese Flüsse zu heiß sind, um aus Schwefel zu bestehen. Eine der herrschenden Ideen besagt, daß die Lava der Io aus geschmolzenen quarzartigen Felsen besteht. Kürzlich gemachte Beobachtungen durch das HST deuten an, daß das Material reich an Natrium ist. Es könnte aber auch eine Vielfalt anderer Materialien an verschiedenen Stellen auftreten.
Manche
der heißesten Stellen auf Io können Temperaturen von bis zu 2000 K erreichen, obwohl die
Durchschnittstemperatur viel niedriger liegt, so ungefähr bei
130 K. Diese heißen Stellen sind Hauptursache für den
Temperaturverlust, den Io erleidet.
Die Energie für die Aktivität stammt möglicherweise von den Gezeiten zwischen Io, Europa, Ganymed und Jupiter. Diese drei Monde sind in gekoppelten Umlaufbahnen gefangen, wobei Io für jeden Umlauf der Europa zweimal umkreist, wobei Europa wiederum doppelt so oft um Jupiter kreist als Ganymed. Obwohl Io, wie der Mond der Erde, immer dieselbe Seite ihrem Planeten zuwendet, verursachen die Wechselwirkungen mit Europa und Ganymed eine Art Zittern. Dieses Zittern streckt und staucht Io um immerhin 100 Meter (100 Meter Gezeiten!) und erzeugt genauso Hitze wie sich ein Kleiderbügel erhitzt, wenn er hin und her verbogen wird (weil er keinen anderen Körper in der Nähe hat, der ihn derart verbiegt, wird der Mond der Erde nicht in dieser Art erhitzt).
Io kreuzt durch die Feldlinien von Jupiters Magnetfeld und erzeugt dabei
elektrischen Strom. Obwohl das nur wenig ausmacht verglichen mit der
Erhitzung durch die Gezeiten, handelt es sich dabei doch immer noch
um mehr als 1 Billion Watt. Dies zieht auch etwas Material von Io
weg, das sich in der Form einer Schleife aus starker Strahlung um
Jupiter formiert. Partikel, die aus dieser Schleife ausbrechen, sind
mitverantwortlich für die ungewöhnlich große
Magnetosphäre des Jupiter.
Neuere Daten von Galileo weisen darauf hin, daß Io wie Ganymed ein eigenes Magnetfeld besitzt.
Io besitzt auch eine dünne Atmosphäre, bestehend aus Schwefeldioxid und vielleicht einigen anderen Gasen.
Im Gegensatz zu den anderen Galileischen Monden gibt es auf Io nur wenig oder gar kein Wasser. Dies geht möglicherweise darauf zurück, daß Jupiter in der Frühgeschichte des Sonnensystems heiß genug war, um flüchtige Elemente in der Nachbarschaft von Io abzutreiben, allerdings nicht heiß genug, um dies auch weiter entfernt zu schaffen.
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