Іё (спадарожнік Юпітэра)

Іа
спадарожнік Юпітэра

Здымак Іа
Гісторыя адкрыцьця
Першаадкрывальнік	Галілеа Галілей
Дата адкрыцьця	8 студзеня 1610
Арбітальныя характарыстыкі
Сярэдні радыюс	1821,3 км (0,286 Зямнога)
Эксцэнтрысытэт	0,0041
Арбітальны пэрыяд	1,769 137 786 дня
Нахіл арбіты	0,05° (да экватару Юпітэра), 2,21° (да экліптыкі)
Фізычныя характарыстыкі
Дыямэтар	3630 км
Плошча паверхні	41 910 000 км²(0,082 Зямной)
Маса	8,9319 × 1022 кг
Шчыльнасьць	3,528 г/см³
Паскарэньне вольнага падзеньня	1,81 м/с²
Пэрыяд звароту вакол сваёй восі	супадае з арбітальным, г. з. Іа зьвернуты да Юпітэра адным бокам
Нахіл восевага кручэньня	0°
Альбеда	0,63
Тэмпэратура паверхні	110 К (−163 °С)
Атмасфэра	Амаль адсутнічае, маюцца рэшткі дыяксіду серы

Іа — натуральны спадарожнік Юпітэра. Адзін з так званых Галілеевых спадарожнікаў.

Паверхня Іа радыкальна адрозьніваецца ад паверхні любога іншага цела Сонечнай сыстэмы. Гэта было зусім нечаканым адкрыцьцём, зробленым навукоўцамі з дапамогай карабля «Вояджэр». Яны чакалі ўбачыць паверхню, пакрытую катарамі, як на іншых целах зь цьвёрдай паверхняй, і ацаніць па іх узрост паверхні Іа. Але на Іа знойдзена вельмі мала кратэраў, такім чынам, яго паверхня вельмі маладая.

Адкрыцьцё спадарожніка

Галілеа Галілей, адкрыў спадарожнік Іа

Іа зьяўляецца адным з найбуйнейшых спадарожнікаў Юпітара, адкрытых Галілеа Галілеем у 1610 г. Ён назваў іх Медіцэйскімі месяцамі ў гонар вялікага герцага Тасканскага Кудлы II Медычы. Аднак зацьвердзіліся назвы, якія былі дадзены гэтым спадарожнікам Сымонам Марыусам (1573—1624), які назіраў іх амаль адначасова з Галілеем і аспрэчваў прыярытэт іх адкрыцьця. Ён выкарыстоўваў для спадарожнікаў міталягічныя імёны ўлюбёнцаў Зэўса (Юпітэра): Іа, Эўропа, Ганімэд і Каліста. Аднак у гэтай спрэчцы прыярытэт адкрыцьця застаўся за Галілеем, які ўпершыню выкарыстоўваў тэлескоп як сродак адкрыцьця й назіраньняў, і ў сваёй працы «Зорны весьнік», апублікаванай у Вэнэцыі ў 1610 г., апісаў свае штодзённыя назіраньні ўзаемных становішчаў спадарожнікаў з 10 студзеня па 2 сакавіка 1610 г. Першы спадарожнік атрымаў назву Іа, дачкі аргоскага цара, якая была каханкаю Юпітэра, завошта Гера ператварыла яе ў карову. Спадарожнік Іа зьяўляецца трэцім па велічыні й самым унутраным з сыстэмы галілеевых спадарожнікаў, якая характарызуецца кампланарнасьцю арбіт (разьмяшчэньне арбіт у плоскасьці экватара плянэты) і амаль кругавой іх формай. Іа можа быць клясыфікаваны як адзін з самых незвычайных спадарожнікаў нашай сонечнай сыстэмы. Дзейсны вульканізм на Іа — самае вялікае адкрыцьцё касьмічнай эпохі.

Склад і зьнешняе аблічча

Паверхня, узрост, склад, рэльеф

Паверхня Іа значна адрозьніваецца ад паверхні іншых спадарожнікаў сонечнай сыстэмы. Адсутнасьць ударных мэтэарытных кратэраў паказвае на тое, што паверхня зьяўляецца вельмі маладою — не больш за 1 млн гадоў. Іа складаецца галоўным чынам са скалістых парод з вельмі малой колькаьсцю жалеза. Склад прадуктаў вывяржэньня — сера й розныя сульфіды. Тэмпэратура на паверхні хістаецца ад −183 °C да −143 °C. Каля 2% паверхні займаюць актыўныя гарачыя плямы. Іх больш 10. Тэмпэратура ў іх 300°К, 400°К і 600°К, памеры плям ад 75 да 250 км. Рэльеф Іа галоўным чынам раўнінны. Акрамя гор, у цэнтры комплексу Пеле маюцца яшчэ некалькі буйных масіваў. Гара Хемус каля паўднёвага канцавосься вышынёй да 10 км займае плошчу 150 х 80 км. Аднак існуе велізарная разнастайнасьць ляндшафту. Намэнклятура Іа складаецца з 9 розных катэгорый рэльефу. Існуюць катэны (Catena, Сatenae) — ланцужкі ці лініі кратэраў, дзейсныя вульканы (Eruptive Center), струмені актыўнай лавы (Fluctus), столавыя горы з абрывістымі краямі (Mensa) і парэзаныя горы (Mons, Montes) некалькі кілямэтраў вышыні. Акрамя таго, часта сустракаюцца патэры (Patera, Paterae) — кратэры няправільнай формы, роўныя ўзвышшы ў выглядзе плято (Planum, Plana), розныя вобласьці (Regio, Regiones), якія адрозьніваюцца ад суседніх па яркасьці ці колеру, і асобныя купалы ці ўзгоркі (Tholus, Tholi). Не існуе ляндшафтаў, якія падобны ударным кратэрам, бо вульканізм пакрывае паверхню новымі ўтварэньнямі значна хутчэй, чым струмені камэт і астэроідаў могуць стварыць вялікія ўдарныя кратэры.

Фізычныя й хімічныя характарыстыкі

Іа ў параўнаньні з Зямлёю й Месяцам

Справа ў тым, што Іа — даволі масіўнае нябеснае цела (на 20% больш масы Месяца), а сярэдняя шчыльнасьць складае 3,53 г/см³. Дыямэтар Іа 3630 км (Месяца — 3476 км). Разьлікі паказваюць, што паскарэньне вольнага падзеньня на яго паверхні досыць вялікае, 1,81 м/с². Цяжкі сярністы газ, а таксама пары серы, выкінутыя з вульканічнай кальдэры, з-за нізкай тэмпэратуры хутка кандэнсуюцца й у такім выглядзе, як шаць і снег, выпадаюць на паверхню Іа. Гэты працэс апярэджвае разбурэньне малекулы газу ўльтрафіялетавым выпраменьваньнем Сонца (фотадысацыяцыю). У той жа час паскарэньне вольнага падзеньня недастаткова, каб утрымаць такую атмасфэру, як у Марса, хоць нейкія сьляды атмасфэры Іа мае. Выкід газу на вышыню некалькі сотняў кілямэтраў патрабуе хуткасьцяў заканчэньня газу з жарала прыкладна 1 км/хв. Высокай хуткасьці заканчэньня спрыяе нікчэмная шчыльнасьць атмасфэры Іа: ад 10 да 100 мільёнаў разоў менш, чым у паверхні Зямлі. Па зямных паняцьцях — гэта найглыбейшы вакуўм. Але канцэнтрацыя малекул не такая ужо малая, каля 10¹¹ см^-3. Ва ўсіх астатніх спадарожнікаў Юпітэра, Сатурна й Урана, як і ў плянэты Меркурый, шчыльнасьць атмасфэры яшчэ ў мільярды разоў ніжэй. Папросту кажучы, атмасфэры ў іх няма. Выключэньне — спадарожнік Сатурна Тытан.

Арбіта, тэорыя руху

Адзін зварот вакол плянэты Іа зьдзяйсьняе за 1,8 сутак (42,5 гадзіны). Іа рухаецца на рэзананснай арбіце, г.зн. зьдзяйсьняе два звароту за час звароту іншага галілеева спадарожніка — Эўропы, які ў сваю чаргу таксама зьдзяйсьняе два звароту за час звароту Ганімэда. Такім чынам, пэрыяды звароту спадарожнікаў Іа й Эўропы знаходзяцца ў рэзанансе 1 : 2, Іа й Ганімэда — у рэзанансе 1 : 4, г.зн. у сыстэме галілеевых спадарожнікаў існуе патройны рэзананс 1 : 2 : 4. Да цяперашняга часу распрацаваны тры дакладныя тэорыі руху галілеевых спадарожнікаў Юпітэра. Гэта тэорыя Ліске, і дзьве тэорыі В. Ленэя (V.Lainey). У аддзеле нябеснай мэханіцы ДАІШ перакладзены на мову Сі й адаптаваны для ўжываньня ўсе тры праграмы. Вылічэньне эфэмэрыд для назіраньняў спадарожніка на любы момант можна правесьці на сайце аддзела нябеснай мэханіцы ДАІШ.

Вульканічная дзейнасьць, радыёўсплёскі

Вульканічны ўсплёск на Іа

Арбіта Іа разьмешчана ўсярэдзіне інтэнсіўнага радыяцыйнага пояса электронаў і іёнаў, злоўленых у магнітнае поле Юпітэра. Бо магнітасфэра круціцца разам зь Юпітэрам, яна зьмятае з Іа й выносіць прочкі каля 1000 кг матэрыялу ў хвіліну. Матэрыял утварае тор, воблака іёнаў, якое сьвеціць ва ўльтрафіялеце. Цяжкія іёны тора мігруюць вонкі, і іх ціск як бы надзімае магнітасфэру Юпітэра, робячы яе ўдвая больш чаканага памеру. Некаторыя з больш энэргетычных іёнаў серы й кіслароду трапляюць уздоўж магнітнага поля ў атмасфэру плянэты, выклікаючы сьвячэньне ў канцавосьсяў (так званая «аўрора»). Іа ўзаемадзейнічае з магнітасфэрай і самім торам і зьяўляецца як бы часткай паскаральніка, утвараючы натуральны магутны электрычны генэратар, ствараючы 400 000 вольт уздоўж яе дыямэтру й генэрыруючы электрычны ток 5 млн. ампэр, які цячэ ўздоўж магнітнага поля да іанасфэры плянэты.

Мэханізм вывяржэньня на Іа ня злучаны з радыеактыўным распадам элемэнтаў, якія маглі б разагрэць кару — Іа для гэтага недастаткова вялікая. Чыньнікам вульканізму, верагодна, зьяўляецца награваньне спадарожніка прыліўным узьдзеяньнем іншых галілеевых спадарожнікаў. Энэргія для разаграваньня чэрпаецца з прыліўных узаемадзеяньняў іншага галілеева спадарожніка — Эўропы, самога Юпітэра й, у невялікай ступені, трэцяга спадарожніка — Ганімэда. Прыліўныя сілы ствараюць гарбы на паверхні, выгінаюць літасфэру Іа і разаграюць яе нетры. Дзякуючы прыліўным узьдзеяньням у нетрах Іа вылучаецца велізарная энэргія — 60-80 трыльёнаў ватаў. Відаць, яна разьмяркоўваецца нераўнамерна, больш яе вылучаецца ў павярхоўных пластах.

Выява паказвае блакітнага колеру вульканічны выкід, які працягнуўся на 100 км па паверхні Іа. Блакітны колер выкіду азначае прысутнасьць газу дыяксіду серы й «сьнега», які кандэнсаваўся з газу, бо газ пашыраецца й астывае. Малюнкі паказваюць таксама, што выкід Ра Патэра (Ra Patera) палае ў цемры, магчыма дзякуючы флюарэсцэнцыі серы й іёнаў кіслароду, створаных разбурэньнем малекул дыяксіду серы энэргетычнымі часьціцамі магнітасфэры Юпітэра. Гэта вывяржэньне — прыклад новага тыпу вульканічнай актыўнасьці, адкрыты Вояджэрам у 1979 г., — гейзэрападобнае вывяржэньне. Вульканічнае вывяржэньне на Зямлі не можа выкінуць матэрыялы на такую вялікую вышыню з-за наяўнасьці атмасфэры.

Новыя факты з касьмічных апаратаў

Вояджэр 1 назіраў 9 дзейсных вульканаў, іншыя вывяржэньні адбыліся паміж пралётамі Вояджэроў 1 і 2. Вышыня гэтых выкідаў над паверхняй больш 300 кілямэтраў, хуткасьць вывяржэньня 1 км/сэк.

Дадатак да сказанага

Вульканічная актыўнасьць Іа абумоўлена гравітацыйным уплывам на яе іншых целаў сыстэмы Юпітэра. Першым чынам сама гіганцкая плянэта сваім магутным прыцягненьнем стварыла два прыліўных гарба на паверхні спадарожніка, якія затармазілі кручэньне Іа, так што яна заўсёды зьвернутая да Юпітэра адным бокам - як Месяц да Зямлі. Паколькі арбіта Іа не дакладны круг, гарбы зьлёгку перасоўваюцца па яе паверхні, што прыводзіць да разаграваньня нетраў. У яшчэ большай ступені гэты эфэкт выклікаецца прыліўным узьдзеяньнем іншых масіўных спадарожнікаў Юпітэра, у першую чаргу найбліжэйшай да Іа Эўропы. Ваганьні прыліўных гарбоў так разагрэлі нетры Іа, што цяпер яна зьяўляецца самым па-вульканічнаму актыўным целам Сонечнай сыстэмы.

У адрозьненьне ад зямных вульканаў, у якіх магутныя вывяржэньні эпізадычны, вульканы на Іа «працуюць» практычна не перастаючы, хоць актыўнасьць іх можа мяняцца. Вульканы й гейзэры выкідваюць частку рэчыва нават у космас. Ударныя кратэры на Іа адсутнічаюць з-за інтэнсіўнай вульканічнай перапрацоўкі паверхні. На ёй ёсьць каменныя масівы вышынёй да 9 км.

Глядзіце таксама

• Спадарожнікі Юпітэра
• Эўропа
• Ганімэд
• Каліста