IO (SATELIT): KARAKTERISTIK, KOMPOSISI, ORBIT, PERGERAKAN, STRUKTUR - ARTE - 2025

Io adalah bagian dari empat satelit Galilea (Io, Europa, Ganymede, Callisto) dinamai demikian karena ditemukan pada tahun 1610 oleh Galileo Galilei dengan teleskop yang belum sempurna yang ia buat sendiri.

Ini adalah satelit terbesar ketiga dari Galilea dan dari 75 satelit Jupiter yang tersisa. Dalam urutan jari-jari orbitnya, ini adalah satelit kelima dan yang pertama dari Galilea. Namanya berasal dari mitologi Yunani, di mana Io adalah salah satu dari banyak gadis yang dengannya dewa Zeus, yang juga disebut Jupiter dalam mitologi Romawi, jatuh cinta.

Gambar 1. Io adalah bagian dari empat satelit yang ditemukan oleh Galileo Galilei pada tahun 1610 dan dari empat satelit tersebut yang paling dekat dengan planet. (wikimedia commons).

Io adalah sepertiga diameter Bumi dan seukuran satelit kita Bulan. Dibandingkan dengan satelit lain di tata surya, ukuran Io menempati urutan kelima, didahului oleh Bulan.

Permukaan Io memiliki barisan pegunungan yang menonjol dari dataran yang luas. Tidak ada kawah tubrukan yang teramati, yang menunjukkan bahwa kawah tersebut telah terhapus oleh aktivitas geologis dan vulkaniknya yang besar, yang dianggap sebagai kawah terbesar di tata surya. Gunung berapi menghasilkan awan senyawa belerang yang naik 500 km di atas permukaannya.

Ada ratusan gunung di permukaannya, beberapa lebih tinggi dari Gunung Everest, yang terbentuk karena aktivitas vulkanisme satelit yang intens.

Penemuan Io pada 1610 dan satelit-satelit Galilea lainnya mengubah perspektif posisi kita di alam semesta, karena pada saat itu kita dianggap sebagai pusat dari segalanya.

Dengan menemukan "dunia lain", sebagaimana disebut Galileo sebagai satelit yang mengelilingi Jupiter, gagasan yang diajukan oleh Copernicus, bahwa planet kita yang mengitari Matahari menjadi lebih mungkin dan gamblang.

Berkat Io, pengukuran pertama kecepatan cahaya dilakukan oleh astronom Denmark Ole Christensen Rømer pada tahun 1676. Ia menyadari bahwa durasi gerhana Io oleh Jupiter adalah 22 menit lebih pendek ketika Bumi lebih dekat ke Jupiter daripada saat berada di titik terjauh.

Itu adalah waktu yang dibutuhkan cahaya untuk menempuh diameter orbital bumi, dari sana Rømer memperkirakan 225.000 km / s untuk kecepatan cahaya, 25% lebih kecil dari nilai yang diterima saat ini.

Karakteristik umum Io

Pada saat misi Voyager mendekati sistem Yovian, ia menemukan delapan gunung berapi yang meletus di Io, dan misi Galileo, meski tidak bisa terlalu dekat dengan satelit, memang menghasilkan gambar gunung berapi dengan resolusi yang sangat baik. Tidak kurang dari 100 gunung berapi yang meletus mendeteksi wahana ini.

Gambar 2. Permukaan Io yang menunjukkan dataran luas dan gunung berapi yang melimpah, dalam warna asli yang difoto oleh wahana Galileo. Sumber: NASA.

Karakteristik fisik utama Io adalah:

-Diameternya 3.643,2 km.

-Massa: 8,94 x 10 ²² kg.

-Densitas rata-rata 3,55 g / cm ³ .

-Suhu permukaan: (ºC): -143 hingga -168

-Percepatan gravitasi di permukaannya adalah 1.81 m / s ² atau 0.185g.

-Periode rotasi: 1d 18h ​​27.6m

-Periode terjemahan: 1d 18h ​​27.6m

-Atmosfer terdiri dari 100% sulfur dioksida (SO2).

Ringkasan karakteristik utama Io

Komposisi

Karakteristik Io yang paling menonjol adalah warna kuningnya, yang disebabkan oleh endapan sulfur di permukaan vulkanik. Karena alasan ini, meskipun dampak meteorit yang ditarik oleh Jupiter raksasa sering terjadi, namun dengan cepat terhapus.

Basal dianggap melimpah di satelit, seperti biasa, diwarnai kuning oleh belerang.

Silikat cair berlimpah di mantel (lihat di bawah untuk rincian struktur internal), sedangkan kerak terdiri dari belerang beku dan belerang dioksida.

Io adalah satelit terpadat di tata surya (3,53 g / cc) dan sebanding dengan planet berbatu. Batuan silikat mantel mengelilingi inti besi sulfida cair.

Akhirnya, atmosfer Io terdiri dari hampir 100% sulfur dioksida.

Suasana

Analisis spektrum mengungkapkan atmosfer tipis sulfur dioksida. Meskipun ratusan gunung berapi aktif memuntahkan satu ton gas per detik, satelit tidak dapat menahannya karena gravitasi yang rendah dan kecepatan lepas satelit juga tidak terlalu tinggi.

Selain itu, atom terionisasi yang meninggalkan lingkungan Io terperangkap oleh medan magnet Jupiter, membentuk semacam donat di orbitnya. Ion belerang inilah yang memberi warna kemerahan pada satelit kecil dan terdekat, Amalthea, yang orbitnya di bawah Io.

Tekanan atmosfer tipis dan tipis sangat rendah dan suhunya di bawah -140ºC.

Permukaan Io tidak bersahabat dengan manusia, karena suhunya yang rendah, atmosfernya yang beracun, dan radiasi yang sangat besar, karena satelit itu berada dalam sabuk radiasi Jupiter.

Atmosfer Io memudar dan menyala

Karena gerakan orbital Io, ada saat di mana satelit berhenti menerima cahaya Matahari, karena Jupiter melakukan gerhana. Periode ini berlangsung selama 2 jam dan seperti yang diharapkan, suhu turun.

Memang, saat Io menghadap Matahari, suhunya -143 ºC, tetapi saat dikalahkan oleh Jupiter raksasa suhunya bisa turun hingga -168 ºC.

Selama gerhana, atmosfer tipis satelit mengembun di permukaan, membentuk es belerang dioksida dan menghilang sepenuhnya.

Kemudian, ketika gerhana berhenti dan suhu mulai naik, sulfur dioksida yang terkondensasi menguap dan atmosfer Io kembali. Ini adalah kesimpulan yang dicapai pada tahun 2016 oleh tim NASA.

Dengan demikian, atmosfer Io tidak dibentuk oleh gas-gas dari gunung berapi, tetapi oleh sublimasi es di permukaannya.

Gerakan penerjemahan

Io membuat revolusi total di sekitar Jupiter dalam 1,7 hari Bumi, dan setiap putaran satelit dikalahkan oleh planet induknya, selama 2 jam.

Karena gaya pasang surut yang sangat besar, orbit Io harus melingkar, namun hal ini tidak terjadi karena interaksi dengan bulan-bulan Galilea lainnya, yang dengannya mereka berada dalam resonansi orbit.

Saat Io menginjak usia 4, Europa menginjak usia 2 dan Ganymede 1. Fenomena aneh dapat dilihat pada animasi berikut:

Gambar 3. Resonansi orbit Io dan satelit kembarnya: Ganymede dan Europa. Sumber: Wikimedia Commons.

Interaksi ini menyebabkan orbit satelit memiliki eksentrisitas tertentu, dihitung pada 0,0041.

Jari-jari orbital terkecil (periastrum atau perihelion) Io adalah 420.000 km, sedangkan jari-jari orbital terbesar (apoaster atau aphelion) adalah 423.400 km, memberikan radius orbit rata-rata 421.600 km.

Bidang orbit relatif miring terhadap bidang orbit bumi sebesar 0,040 °.

Io dianggap sebagai satelit terdekat ke Jupiter, tetapi kenyataannya ada empat satelit lagi di bawah orbitnya, meskipun sangat kecil.

Faktanya, Io 23 kali lebih besar dari yang terbesar dari satelit kecil ini, yang mungkin merupakan meteorit yang terperangkap dalam gravitasi Jupiter.

Nama-nama bulan kecil, dalam urutan kedekatannya dengan planet induknya adalah: Metis, Adrastea, Amalthea, dan Thebe.

Setelah orbit Io, satelit berikutnya adalah satelit Galilea: Europa.

Meskipun sangat dekat dengan Io, Eropa memiliki komposisi dan struktur yang sangat berbeda. Hal ini diyakini terjadi karena perbedaan kecil pada jari-jari orbit (249 ribu km) membuat gaya pasang surut di Europa jauh lebih kecil.

Orbit Io dan magnetosfer Jupiter

Gunung berapi di Io meniupkan atom belerang terionisasi ke ruang angkasa yang terperangkap oleh medan magnet Jupiter, membentuk donat konduktor plasma yang sesuai dengan orbit satelit.

Medan magnet Yupiterlah yang membawa material terionisasi dari atmosfer Io yang tipis.

Fenomena ini menciptakan arus 3 juta ampere yang mengintensifkan medan magnet Jupiter yang sudah kuat menjadi lebih dari dua kali lipat nilainya jika tidak ada Io.

Gerakan rotasi

Periode rotasi di sekitar porosnya sendiri bertepatan dengan periode orbit satelit, yang disebabkan oleh gaya pasang surut yang diberikan Jupiter di Io, nilainya 1 hari, 18 jam dan 27,6 detik.

Kemiringan sumbu rotasi dapat diabaikan.

Struktur internal

Karena massa jenis rata-rata adalah 3,5 g / cm ^3, dapat disimpulkan bahwa struktur interior satelit berbatu. Analisis spektral Io tidak mengungkapkan keberadaan air, jadi keberadaan es tidak mungkin.

Menurut kalkulasi berdasarkan data yang dihimpun, satelit tersebut diyakini memiliki inti kecil dari besi atau besi yang bercampur belerang.

Ini diikuti oleh mantel berbatu yang dalam dan sebagian cair, dan kerak tipis berbatu.

Permukaannya menampilkan warna pizza yang dibuat dengan buruk: merah, kuning pucat, coklat, dan oranye.

Kerak tersebut awalnya dianggap belerang, tetapi pengukuran inframerah mengungkapkan bahwa gunung berapi meletus lahar pada suhu 1500ºC, menunjukkan bahwa tidak hanya terdiri dari belerang (yang mendidih pada 550ºC), ada juga batuan cair.

Bukti lain keberadaan bebatuan adalah keberadaan beberapa gunung dengan ketinggian yang meniru Gunung Everest. Belerang sendiri tidak akan memiliki kekuatan untuk menjelaskan formasi ini.

Struktur internal Io menurut model teoritis dirangkum dalam ilustrasi berikut:

Gambar 4. Struktur Io. Sumber: Wikimedia Commons.

Geologi Io

Aktivitas geologi sebuah planet atau satelit didorong oleh panas interiornya. Dan contoh terbaik adalah Io, satelit terbesar Jupiter yang paling dalam.

Massa yang sangat besar dari planet inangnya adalah penarik meteorit yang hebat, seperti yang diingat Shoemaker-Levy 9 pada tahun 1994, namun Io tidak menunjukkan kawah tubrukan dan alasannya adalah aktivitas vulkanik yang intens menghapusnya.

Io memiliki lebih dari 150 gunung berapi aktif yang memuntahkan cukup abu untuk mengubur kawah tubrukan. Vulkanisme Io jauh lebih kuat daripada di Bumi dan merupakan yang terbesar di seluruh tata surya.

Yang meningkatkan letusan gunung berapi Io adalah belerang yang terlarut dalam magma, yang ketika melepaskan tekanannya akan mendorong magma, membuang abu dan gas hingga ketinggian 500 m.

Abu kembali ke permukaan satelit, menghasilkan lapisan puing di sekitar gunung berapi.

Daerah keputihan diamati di permukaan Io karena belerang dioksida yang membeku. Di celah-celah patahan, lava cair mengalir dan meledak ke atas.

Gambar 5. Urutan yang diambil oleh wahana New Horizons, menunjukkan gunung berapi yang meletus di permukaan Io. Sumber: NASA.

Darimana energi Io berasal?

Dengan Io yang sedikit lebih besar dari Bulan, yang dingin dan mati secara geologis, orang bertanya-tanya dari mana energi satelit kecil Jovian ini berasal.

Itu tidak bisa menjadi panas yang tersisa dari formasi, karena Io tidak cukup besar untuk menahannya. Ini juga bukan peluruhan radioaktif di bagian dalamnya, karena pada kenyataannya energi yang dihamburkan oleh gunung berapi dengan mudah melipatgandakan panas radiasi yang dipancarkan oleh benda dengan ukuran seperti itu.

Sumber energi Io adalah gaya pasang surut, karena gravitasi Jupiter yang sangat besar dan karena kedekatannya dengan Jupiter.

Gaya ini begitu besar sehingga permukaan satelit naik dan turun 100 m. Gesekan antara bebatuan inilah yang menghasilkan panas yang sangat besar ini, tentu saja jauh lebih besar daripada gaya pasang surut terestrial, yang hampir tidak menggerakkan permukaan padat benua beberapa sentimeter.

Gesekan besar yang disebabkan oleh gaya pasang surut raksasa di Io menyebabkan panas yang cukup untuk melelehkan lapisan dalam. Sulfur dioksida menguap, menghasilkan tekanan yang cukup untuk magma yang dimuntahkan gunung berapi untuk mendinginkan dan menutupi permukaan.

Efek pasang surut berkurang dengan jarak kubus ke pusat tarikan, sehingga efek ini kurang penting pada satelit yang lebih jauh dari Jupiter, di mana geologinya didominasi oleh tumbukan meteorit.

Referensi

1. 20 menit. (2016) Pengamatan gerhana di Io mengungkap rahasianya. Diperoleh dari: 20minutos.es
2. Kutner, M. (2010) Astronomi: Perspektif fisik. Cambridge University Press.
3. Benih dan Backman. (2011) Tata surya. Pembelajaran Cengage.
4. Wikipedia. Io (satelit). Diperoleh dari: es. wikipedia.com
5. Wikipedia. Satelit Jupiter. Diperoleh dari: es. wikipedia.com
6. Wikipedia. Satelit Galilea. Diperoleh dari: wikipedia.com