인공위성 Io - 태양계의 가장 활동적이고 가장 신비한 물건

우주 탐사 역사상 가장 중요한 천문학적 발견은 갈릴레오 갈릴레이의 이름과 관련이 있습니다. 이 재능 있고 영속적 인 이탈리아 인 덕분에 1610 년에 세계는 목성의 4 개 달의 존재에 대해 처음으로 알게되었습니다. 초기에,이 천체들은 집합 적 이름 인 갈릴레이 위성을 받았다. 후에 각자 Io, Europa, Ganymede, Callisto라는 이름이 붙여졌습니다. 목성의 4 대 위성 각각은 그 자체로 흥미 롭습니다. 그러나 다른 갈릴레오 위성들 중에서 두드러지는 것은 이오 위성입니다. 이 천체는 태양계의 다른 물체 중에서 가장 이국적이고 특이한 물체입니다.

갈릴리 위성

위성 Io에서 특이한 점은 무엇입니까?

이미 망원경으로 한 번의 관찰로 위성 Io는 태양계의 다른 위성들 사이에서 그 모습을 드러내고있다. 평범한 회색 및 진흙 투성이 표면 대신 천체에 밝은 노란색 디스크가 있습니다. 400 년 동안 인간은 목성 위성 표면의 색이 비정상적이라는 이유를 발견 할 수 없었습니다. 거대한 목성에 자동 우주 탐사선이 탄환 덕분에 20 세기 말에 갈릴레오 위성에 대한 정보를 얻을 수 있었습니까? 그것이 밝혀 졌을 때, Io는 아마도 지질 학적으로 태양계의 가장 화산 활동적인 대상 일 것입니다. 이것은 목성의 위성에서 발견 된 거대한 수의 활화산에 의해 확인되었습니다. 지금까지 그들은 약 400 명을 발견했으며 우리 지역의 12 배에 해당하는 지역에 있습니다.

io의 화산

위성 Io의 표면적은 41.9 평방 미터입니다. 킬로미터 지구의 표면적은 5 억 1 천만 km이며, 현재 표면에는 522 개의 활화산이 있습니다.

크기면에서 많은 Io 화산은 육상 화산의 크기를 초과한다. 화산 폭발의 강도, 지속 기간 및 동력에 따르면, 목성 위성의 화산 활동은 유사한 지상 지표를 초과합니다.

이 위성의 일부 화산은 엄청난 양의 유독 가스를 300-500km의 고도까지 방출합니다. 동시에, 태양계 Io의 가장 특이한 위성 표면은 커다란 산맥이 있고 거대한 용암이 흩어져있는 광대 한 평원이다. Io에있는 산악 지대의 평균 고도는 6-6.5km이지만, 산봉우리도 10km 이상 있습니다. 예를 들어, 산 남쪽 Boosavla는 17-18km의 높이를 가지고 있으며 태양계의 최고봉입니다.

위성의 거의 모든 표면은 수세기 오래된 분출의 결과이다. Voyager-1, Voyager-2 우주 탐사기 및 기타 장치에서 수행 된 장비 연구에 따르면 Io 위성의 주요 표면 소재는 얼어 붙은 황, 이산화황 및 화산재입니다. 왜 위성의 표면에 멀티 컬러 영역이 많이 있는지. 이것은 활동적인 화산 활동이 위성 Io 표면의 채색과 특징적인 대조를 끊임없이 형성한다는 사실 때문입니다. 물체는 짧은 시간 동안 밝은 노란색을 흰색 또는 검정색으로 바꿀 수 있습니다. 화산 분출의 산물은 위성의 대기의 얇고 이질적인 구성을 형성한다.

io의 표면

그러한 화산 활동은 천체의 구조의 특성에 의해 야기되며, 이는 천체의 중력장의 조수 활동과 목성, 유럽 및 가니메데의 다른 대형 위성의 영향에 지속적으로 노출됩니다. 인공위성의 깊이에서 우주의 중력의 영향으로 지각과 내부 층 사이에 마찰이 생겨 물질의 자연 가열을 일으킨다.

태양계에서 물체의 구조를 연구하는 천문학 자나 지질학자를 위해, Io는 우리 행성 형성의 초기시기에 특징적인 과정이 일어나는 실제적이고 활동적인 시험지입니다. 오늘날 많은 과학 분야의 과학자들이이 천체의 지질학을 신중하게 연구하여 목성 이오의 독특한 위성을 세심한 관심 대상으로 삼고 있습니다.

이오와 목성

위성 Io에 대한 재미있는 사실

태양계에서 지질 학적으로 가장 활동적인 천체는 직경이 3,630km이다. Io의 크기는 태양계의 다른 위성과 비교할 때 그다지 크지 않습니다. 그것의 매개 변수의 관점에서, 위성은 거대한 가니메데 (Ganymede), 타이탄 (Titan) 및 칼리스토 (Callisto)를 지나쳐 겸손한 4 위를 차지했습니다. Io 지름은 166km에 불과합니다. 지구 위성 (3474km)의 직경을 초과합니다.

이오와 지구

인공위성은 어머니 행성에 가장 가깝습니다. Io에서 목성까지의 거리는 42 만 km에 불과합니다. 궤도는 거의 정확한 형태를 가지며, 근일점과 아포 갈륨의 차이는 단지 3400km에 불과합니다. 이 물체는 목성 주위의 원형 궤도에서 17km / s의 엄청난 속도로 돌진하며 42 지구 시간 동안 주변을 완전히 돌고 있습니다. 궤도상의 움직임은 목성의 회전주기와 동기화되므로, Io는 항상 같은 반구에 의해 그에게 향하게됩니다.

천체의 주요 천체 물리학 적 매개 변수는 다음과 같습니다.

  • Io의 질량은 8.93x1022kg이며, 달 질량의 1.2 배입니다.
  • 인공위성의 조밀도는 3.52 g / cm3이다;
  • Io 표면의 중력 가속도는 1.79 m / s2이다.

밤 하늘에서 이오의 위치를 ​​관찰하면 그의 움직임의 신속성을 결정하기 쉽습니다. 천체는 행성의 행성 디스크에 비례하여 위치를 끊임없이 변화시키고 있습니다. 인공위성의 다소 인상적인 중력장에도 불구하고, Io는 끊임없이 밀도가 높고 균일 한 분위기를 유지할 수 없습니다. 목성의 달 주위의 얇은 기체의 외피는 사실상 우주의 진공이며, 우주로의 분출 생성물의 방출을 막지 못한다. 이것은 Io에서 발생하는 화산 분출 기둥의 엄청난 높이를 설명합니다. 정상 대기가 없다면 저온이 -183 ° C까지 위성 표면에 우선합니다. 그러나이 온도는 전체 위성 표면에서 균일하지 않습니다. 갈릴레오 우주 탐사기에서 얻은 적외선 영상에서 Io 표면의 온도 층의 이질성이 보였다.

목성의 체계에있는 Io

천체의 주 영역에는 저온이 우선합니다. 온도 맵에서 이러한 영역은 파란색으로 표시됩니다. 그러나 위성 표면의 일부 장소에는 밝은 주황색과 빨간색 점이 있습니다. 이들은 화산 활동이 가장 활발한 곳으로 분출물이 보일 수 있으며 보통의 이미지에서 분명히 볼 수 있습니다. 펠 (Pele) 화산과 로크 용암의 흐름은 Io 인공위성 표면의 가장 뜨거운 지역입니다. 이 지역의 온도는 섭씨 100도에서 130도까지 다양합니다. 온도지도상의 작은 빨간 점들은 활화산의 분화구와 지각의 골절 지점입니다. 여기서 온도는 섭씨 1200-1300도에 이릅니다.

표면 온도 io의 스냅 샷

위성 구조

표면에 착륙 할 수없는 과학자들은 이제 목성 달의 구조를 모델링하는 작업에 적극적으로 참여하고 있습니다. 아마도 인공위성은 철로 희석 된 규산 암석으로 이루어져 있으며, 이것은 육지 행성의 구조의 특징이다. 이것은 이오의 고밀도에 의해 확인됩니다. 이는 이웃 국가 인 가니메데, 칼리스토 및 유럽보다 높습니다.

이오의 구조

우주 탐사선에 의해 얻어진 자료에 기초한 현대 모델은 다음과 같습니다 :

  • 인공위성의 중심에서 철 코어 (철 황화물)는 Io 질량의 20 %를 구성한다.
  • 소행성의 광물로 구성된 맨틀은 반 액체 상태에있다.
  • 액체 마그마 표면층 50 km 두께;
  • 위성 암석권은 유황과 현무암 화합물로 구성되어 있으며 12-40km의 두께에 이른다.

과학자들은 시뮬레이션에서 얻은 데이터를 평가하면서 위성 Io 코어는 반 액체 상태 여야한다고 결론 지었다. 유황 화합물이 철과 함께 존재한다면 그 직경은 550-1000km에 이른다. 완전히 금속 화 된 물질 인 경우, 핵의 크기는 350-600km 사이에서 달라질 수 있습니다.

목성과 그의 인공위성이 이오에 미치는 영향

위성 연구 동안 자기장이 탐지되지 않았기 때문에 위성 코어에는 대류 과정이 없다. 이 배경에 대해, 자연의 질문이 생깁니다. 그런 강렬한 화산 활동의 진정한 원인은 무엇입니까? Io 화산은 에너지를 끌어 당깁니다.

사소한 크기의 위성은 방사성 붕괴의 반응으로 천체의 장의 난방이 수행된다고 말할 수 없습니다. 인공위성 내부의 주된 에너지 원은 우주 이웃의 조수 효과이다. 목성과 주변 위성의 중력의 영향으로 Io는 자기 궤도에서 진동하면서 진동합니다. 인공위성은 움직이고있는 동안 강한 진동 (일정한 흔들림)을 경험하면서 흔들리는 것처럼 보입니다. 이 과정은 천체 표면의 곡률로 이어져 암석권의 열역학 가열을 일으 킵니다. 이것은 벤드 사이트에서 매우 뜨거워지는 금속 와이어의 벤드와 비교할 수 있습니다. Io의 경우, 이러한 모든 과정은 암석권과의 경계에있는 맨틀 표면층에서 일어난다.

이오의 표면에 예금

인공위성은 화산 활동 결과 인 퇴적물로 덮여있다. 이들의 두께는 주 국산화 지역에서 5-25km의 범위 내에서 다양합니다. 그들의 색깔은 실리카 마그마의 분출로 인한 위성의 밝은 노란색 표면과 강하게 대비되는 어두운 점이다. 많은 수의 활화산에도 불구하고 Io에서 화산 칼데라의 총 면적은 위성 표면적의 2 %를 초과하지 않습니다. 화산 분화구의 깊이는 중요하지 않으며 50-150 미터를 초과하지 않습니다. 대부분의 천체에있는 구호는 평평합니다. 일부 지역에서만 거대한 산맥이 존재합니다 (예 : 펠레 화산 단지). Pater Ra 화산의 산악 덩어리 인 Io에있는이 화산 형성 외에도 다양한 길이의 산맥과 대산 괴는 드러난다. 대부분 지구 토노와 일치하는 이름을 가지고 있습니다.

이오의 화산과 그 분위기

위성 Io에서 가장 흥미로운 물체는 화산입니다. 화산 활동이 증가한 지역의 크기는 75 ~ 300km입니다. 비행 중에 최초의 항해자조차도 Io에서 동시에 8 개의 화산 폭발을 기록했습니다. 몇 달 후, 1979 년 Voyager 우주선이 찍은 사진들은이 시점에서의 분출이 계속되고 있다는 정보를 확인했습니다. 가장 큰 화산 펠레가있는 곳에서 최고 표면 온도는 켈빈 +600도입니다.

펠레 화산

우주 탐사선으로부터의 정보에 대한 후속 연구는 천체 물리학 자들과 지질 학자들이 모든 Io 화산들을 다음과 같은 유형들로 나눌 수있게했다 :

  • 300-400 K의 온도를 가진 가장 많은 화산. 가스 방출 속도는 500 m / s이고, 방출 기둥의 높이는 100 km를 초과하지 않습니다.
  • 두 번째 유형은 가장 화끈하고 가장 강력한 화산을 포함합니다. 여기서 화산 자체의 칼데라에서 1000K의 기온에 대해 이야기 할 수 있습니다. 이 유형은 1.5 km / s의 높은 배출 속도가 특징이며, 가스 술탄의 거대한 높이는 300-500 km입니다.

펠레 화산은 직경 1000km의 칼데라를 가진 두 번째 유형에 속합니다. 이 거인의 폭발로 인한 퇴적물은 1 백만 킬로미터의 거대한 면적을 차지합니다. 또 다른 화산 물인 페이터 라 (Pater Ra)는별로 흥미롭지 않습니다. 궤도에서,이 위성 표면의이 부분은 해양 두족류와 닮았습니다. 화산 폭발이 일어난 곳에서부터 뱀 모양의 용암 흐름이 200-250km 뻗어있었습니다. 우주선의 열 방사 측정기는 Loki의 지질 학적 대상과 마찬가지로 이러한 흐름의 특성을 정확하게 결정할 수 없습니다. 그것의 직경은 250km이며이 호수는 녹은 황으로 채워질 가능성이 높습니다.

파 테라 로키

분출의 강도가 높고 대격변이 엄청나게 커지기 때문에 인공위성의 경도와 표면의 경관이 끊임없이 바뀔뿐만 아니라 가스 봉투가 형성됩니다. 이는 일종의 분위기입니다.

목성의 위성 대기의 주요 구성 요소는 이산화황입니다. 본질적으로 색이 없지만 강한 냄새가 나는 이산화황 가스입니다. 이산화황 이외에, 일산화탄소, 염화나트륨, 황 원자 및 산소 원자가 Io 가스 중간층에서 검출되었다.

지구상의 이산화황은 일반적인 식품 첨가물로서 식품 산업에서 방부제 E220으로 널리 사용됩니다.

위성 Io의 얇은 분위기는 밀도와 두께면에서 불균등하다. 인공위성의 대기압은 또한 이러한 불일치로 특징 지어진다. 대기압 Io의 최대 값은 3 nbar이며 목구멍을 향한 반구의 적도 부근에서 관찰됩니다. 대기압의 최소값은 위성의 밤면에서 발견됩니다.

적외선 방사의 대기

뜨거운 가스의 술탄은 목성 위성의 유일한 방문 카드가 아닙니다. 강하게 분산 된 대기가 존재 함에도 불구하고, 천체 표면 위의 적도 지역에서 오로라가 관찰 될 수 있습니다. 이러한 대기 현상은 Io 화산의 분출 동안 상부 대기로 유입되는 하전 된 입자에 우주선이 미치는 영향과 관련이있다.

이오 위성 연구

가스 거인과 그 시스템의 행성에 대한 상세한 연구는 1973 ~ 74 년 Pioner-10과 Pioneer-11 우주 탐사선의 임무와 함께 시작되었다. 이 원정은 과학자들에게 천체의 크기와 천체 물리학적인 매개 변수에 대한보다 정확한 계산이 이루어 지도록 기초하여 이오 위성의 첫 번째 이미지를 제공했다. 개척자 뒤에 2 개의 미국 우주 탐사선 Voyager 1과 Voyager 2가 목성으로 출발했습니다. 두 번째 단위는 2 만 km 거리에서 가능한 한 Io에 가까워지고 근거리에서 더 좋은 그림을 만드는 데 성공했습니다. 항해사들의 노력 덕분에 천문학 자들과 천체 물리학 자들은이 인공위성에서 활발한 화산 활동의 존재에 대한 정보를 얻었습니다.

목성 Orbit의 갈릴레오

목성 근처의 우주 공간을 연구 한 최초의 우주 탐사선의 임무는 1989 년에 시작된 NASA 갈릴레오 우주선에 의해 계속되었다. 6 년 후 우주선은 목성에 도달하여 인공 위성이되었습니다. 거대한 행성에 대한 연구와 병행하여, 자동 탐침 갈릴레오는 위성 Io의 표면에있는 데이터를 지구로 전송할 수있었습니다. 우주 탐사선에서 궤도 비행 중, 지상 실험실은 위성의 구조와 내부 구조에 관한 중요한 정보를 받았다.

목성 근처 카시니 - 호이젠스

2000 년 짧은 휴식을 취한 NASA와 ESA 카시니 - 호이겐스 우주 탐사선은 태양계의 가장 독특한 위성 연구에 대한 배턴을 가로 챘다. Io 장치의 연구와 조사는 토성의 위성 인 타이탄 (Titan)으로의 오랜 여행 중에 이루어졌습니다. 가장 최근의 위성 데이터는 2007 년 2 월 Koper 벨트로가는 Io 근처에서 날아간 New Horizons 현대 우주 탐침을 사용하여 얻은 것이다. 과학자들에게 제시된 새로운 이미지 배치와 관측소와 허블 우주 망원경.

현재 NASA의 Juno 우주선은 목성의 궤도에서 작동하고 있습니다. 목성 연구 외에도 적외선 분광계는 위성 Io의 화산 활동을 계속 연구하고 있습니다. 지구에 전송 된 데이터는 과학자들이이 흥미로운 천체의 표면에서 활화산을 모니터 할 수있게합니다.

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