Ιώ (δορυφόρος)

Η Ιώ (αγγλικά: Io) ή Δίας I, είναι ο τρίτος κατά σειρά μεγέθους δορυφόρος του πλανήτη Δία. Ανακαλύφθηκε από τον Γαλιλαίο τον Ιανουάριο του 1610 και σχεδόν συγχρόνως από τον Γερμανό αστρονόμο Μάγερ Σίμωνα, γνωστότερο ως Μάριο (1570-1624). Παρουσιάζει την εντονότερη ηφαιστειακή δραστηριότητα στο ηλιακό σύστημα. Με πάνω από 400 ενεργά ηφαίστεια, η Ιώ είναι το πιο δραστήριο γεωλογικώς αντικείμενο στο Ηλιακό Σύστημα. Η επιφάνεια της Ιούς είναι επίσης διάστικτη με περισσότερα από 100 όρη που έχουν ανυψωθεί από εκτεταμένη συμπίεση στη βάση του πυριτικού φλοιού της Ιούς. Αντίθετα με άλλους δορυφόρους στο εξώτερο Ηλιακό Σύστημα, οι οποίοι αποτελούνται κυρίως από υδατικό πάγο, η Ιώ αποτελείται βασικά από πυριτικό βράχο που περιβάλλει έναν πυρήνα τηγμένου σιδήρου ή σουλφιδίων του σιδήρου.

 Αν και ο Simon Marius δεν πιστώθηκε την εξ ολοκλήρου ανακάλυψη των δορυφόρων του Γαλιλαίου, τα ονόματα που έδωσε στους δορυφόρους υιοθετήθηκαν τελικά. Στη δημοσίευσή του Mundus Iovialis anno M.DC.IX Detectus Ope Perspicilli Belgici το 1614, πρότεινε αρκετά εναλλακτικά ονόματα για τους εσωτερικότερους από τους μεγάλους δορυφόρους του Διός, ανάμεσά τους "Ο Ερμής του Διός" και "Ο Πρώτος από τους Πλανήτες του Διός". Βάσει μιας πρότασης του Γιοχάννες Κέπλερ τον Οκτώβριο του 1613, επινόησε ακόμα μια ονοματολογική σύμβαση για κάθε φεγγάρι που ονομαζόταν από μια ερωμένη του Δία της Ελληνικής μυθολογίας ή τον αντίστοιχο του ρωμαϊκό Γιούπιτερ. Ονόμασε τα εσώτερα μεγάλα φεγγάρια του Διός από την ελληνική μυθολογική μορφή Ιώ. Τα ονόματα του Μάριους δεν υιοθετήθηκαν ευρέως μέχρι μερικούς αιώνες μετά, και στην πλειονότητα της πρώιμης αστρονομικής βιβλιογραφίας η Ιώ αναφερόταν γενικά με τον Ρωμαϊκό αριθμητικό ορισμό (σύστημα που εισήγαγε ο Γαλιλαίος) ως "Jupiter I", ή ως "ο πρώτος δορυφόρος του Διός". Χαρακτηριστικά της Ιούς έχουν πάρει το όνομά τους από χαρακτήρες και τοποθεσίες από το μύθο της Ιούς, καθώς επίσης και από θεότητες της φωτιάς, των ηφαιστείων, του Ήλιου και της βροντής της καταιγίδας από διάφορους μύθους, και χαρακτήρες και τοποθεσίες από την Κόλαση του Δάντη. Η Ιώ είναι ελαφρώς μεγαλύτερη από τη Σελήνη (περίπου κατά πέντε τοις εκατό), με ακτίνα 1.821,3 χιλιομέτρων και με μάζα 8.9319×1022 kg(περίπου 21 τοις εκατό μεγαλύτερη της Σελήνης). Έχει ελαφρά ελλειψοειδές σχήμα με τον μεγαλύτερό της άξονα στραμμένο προς τον Δία. Ανάμεσα στους δορυφόρους του Γαλιλαίου, έχει την τρίτη μεγαλύτερη μάζα και όγκο, μετά το Γανυμήδη και την Καλλιστώ. Η Ιώ απέχει από τον Δία 421.700 χλμ. και κινείται γύρω του σε γήινο χρόνο μιας ημέρας (24ώρου), 18 ωρών, 27λ και 34δ. Η σχεδόν κυκλική της τροχιά σχηματίζει ένα επίπεδο λίγο κεκλιμένο ως προς τον ισημερινό του πλανήτη. Η πραγματική διάμετρός της φθάνει τα 3.643 χλμ., (είναι επομένως μεγαλύτερη της Σελήνης), το δε αστρικό της μέγεθος είναι 5,5 (περίπου έκτου μεγέθους). Γεωλογικά είναι το πιο δραστήριο σώμα στο Ηλιακό μας σύστημα επειδή βρίσκεται αιχμαλωτισμένη σε μια βαρυτική παγίδα ανάμεσα στο Δία και τους γειτονικούς δορυφόρους Ευρώπη, Γανυμήδη και Καλλιστώ, που την έλκουν από διαφορετικές συνεχώς γωνίες. Μέσα σ’ αυτές τις παλιρροϊκές δυνάμεις η επιφάνεια του εδάφους της Ιούς ανεβοκατεβαίνει συνεχώς. Οι παλίρροιες θερμαίνουν το εσωτερικό της λιώνοντας τους βράχους, που μαζί με θειούχα αέρια ξεπετάγονται στην επιφάνεια με βίαιες ηφαιστειακές εκρήξεις. Ορισμένα από τα 400 ενεργά ηφαίστειά της εκτοξεύουν τα πυρακτωμένα τους υλικά σε ύψος εκατοντάδων χιλιομέτρων, ενώ καπναγωγοί διοξειδίου του θείου απελευθερώνονται από το εσωτερικό και ανερχόμενοι παγώνουν και πέφτουν πάλι στο έδαφος σαν όμορφο χρωματιστό χιόνι που καλύπτει την Ιώ με ρυθμό 10 εκατοστών το χρόνο. Με αυτό το ρυθμό, η Ιώ θα μπορούσε να αναποδογυρίσει τον εαυτό της μέσα σε μερικά μόνο εκατομμύρια χρόνια. Η ηφαιστειακή της δραστηριότητα χρωματίζει την επιφάνεια της με διάφορες κόκκινες, κίτρινες, λευκές, πράσινες και μαύρες αποχρώσεις. Στην ίδια έντονη δραστηριότητα οφείλεται και το μεγάλο ύψος που έχουν ορισμένα από τα βουνά της που φτάνουν σε ύψος μεγαλύτερο από το όρος Έβερεστ της Γης. Στο εσωτερικό της υπάρχει ένας μεταλλικός πυρήνας (μάλλον από σίδηρο και θειικό σίδηρο) με διάμετρο 900 χιλιομέτρων, ενώ νεότερες πληροφορίες αναφέρουν ότι ο δορυφόρος αυτός αποτελείται από δύο στρώματα. Πάνω από τον πυρήνα υπάρχει ένας μανδύας με μερικώς ρευστά πετρώματα και λεπτό φλοιό. Η Ιώ παίζει σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση του μαγνητικού πεδίου του Διός, δρώντας ως ηλεκτρική γεννήτρια που μπορεί να αναπτύξει 400.000 volt κατά πλάτος της και να δημιουργήσει ηλεκτρικό ρεύμα 3 εκατομμυρίων ampere, απελευθερώνοντας ιόντα που προσδίδουν στον Δία ένα μαγνητικό πεδίο διογκωμένο στο διπλάσιο του μεγέθους που θα είχε διαφορετικά. Η μαγνητόσφαιρα του Δία σαρώνει αέρια και σκόνη από τη λεπτή ατμόσφαιρα της Ιούς με ρυθμό 1 τόνου ανά δευτερόλεπτο. Αυτό το υλικό αποτελείται κυρίως από ιονισμένο και ατομικό θείο, οξυγόνο και χλώριο· ατομικό νάτριο και κάλιο· μοριακό διοξείδιο του θείου και θείο· και σκόνη χλωριούχου νατρίου. Αυτά τα υλικά προέρχονται από την ηφαιστειακή δραστηριότητα της Ιούς, αλλά το υλικό που διαφεύγει από το μαγνητικό πεδίο του Δία προς το διαπλανητικό διάστημα προέρχεται απευθείας από την ατμόσφαιρα της Ιούς. Αυτά τα υλικά, ανάλογα με την ιονισμένη τους κατάσταση και τη σύνθεσή τους, καταλήγουν σε διάφορα ουδέτερα (μη ιονισμένα) νέφη και ζώνες ακτινοβολίας στη μαγνητόσφαιρα του Δία και, σε μερικές περιπτώσεις, τελικά απορρίπτονται από το σύστημα του Δία. Την Ιώ περιβάλλει (σε απόσταση μέχρι και έξι ακτίνες Ιούς από την επιφάνεια) ένα νέφος ουδέτερου ατόμων θείου, οξυγόνου νατρίου και καλίου. Αυτά τα σωματίδια προέρχονται από την ανώτερη ατμόσφαιρα της Ιούς και διεγείρονται από συγκρούσεις με ιόντα στον τόρο πλάσματος (αναλύεται κατωτέρω) και από άλλες διεργασίες και γεμίζουν την σφαίρα Χιλ της Ιούς, όπου η βαρύτητα της Ιούς είναι ισχυρότερη από του Διός. Μέρος αυτού του υλικού διαφεύγει από τη βαρυτική έλξη της Ιούς και τίθεται σε τροχιά γύρω από το Δία. Σε μια περίοδο 20 ωρών, αυτά τα σωματίδια διασπείρονται από την Ιώ και δημιουργούν ένα ουδέτερο νέφος σε σχήμα μπανάνας όπου μπορεί να απλωθεί σε απόσταση έξι φορές μεγαλύτερη της ακτίνας του Διός γύρω από την Ιώ, είτε στο εσωτερικό της τροχιάς της Ιούς και μπροστά από αυτήν είτε εκτός αυτής και πίσω αυτήν. Η διαδικασία σύγκρουσης που ενεργοποιεί αυτά τα σωματίδια περιστασιακά επίσης προσδίδει στα ιόντα νατρίου στον τόρο πλάσματος ένα ηλεκτρόνιο, αφαιρώντας αυτά τα νέα "γρήγορα" ουδέτερα σωματίδια από τον τόρο. Αυτά τα σωματίδια διατηρούν την ταχύτητα τους (70 km/s, συγκριτικά με την ταχύτητα τροχιακής περιστροφής της Ιούς στα 17 km/s ), κι ούτως εξέρχονται ως πίδακες που απομακρύνονται από την Ιώ. Η εντατική μελέτη των χαρακτηριστικών της Ιούς από τα διάφορα διαστημικά οχήματα ξεκίνησε το 1979 με τις παρατηρήσεις των δύο Βόγιατζερ το 1979, και συνεχίστηκε με τον Γαλιλαίο την δεκαετία του 1990, το Κασσίνι- Χόιχενς το 2000 και τους Νέους Ορίζοντες το 2007. Ο δορυφόρος αυτός χρησίμευσε στον Δανό αστρονόμο Όλε Ρέμερ στο προσδιορισμό της ταχύτητας του φωτός κατά το 1677. Σιμόπουλος, Διονύσης Π. Πλανήτες και Δορυφόροι, Εκδόσεις Ερευνητές, 1999, ISBN 960-368-154-7 Ιώ (NASA) (Αγγλικά)