Jupitermånen Io

Io er den inste av dei fire galileiske månane til planeten Jupiter. Med ein diameter på 3643 km er Io den tredje største av dei fire, og den fjerde største i solsystemet.

Satellitten er kalla opp etter Io frå den greske mytologien. Ho var ei av dei mange elskarinnene til Zevs, som svarar til den romerske guden Jupiter.

Io er den lekamen i solsystemet som har mest vulkansk aktivitet. Denne er truleg skapt av tidevassverknader mellom denne månen, Jupiter, og Europa og Ganymede.

Oppdaging 
Io vart oppdaga av italienaren Galileo Galilei då han i 1610 retta ein kikkert mot Jupiter. Dei fire store månane Io, Europa, Ganymedes og Callisto vart etter det kalla dei fire galileiske månane. Dei galileiske månane lyser sterkt nok til at ein kan sjå dei med ein vanleg prismekikkert.

Io vart kjend då Ole Rømer i 1676 observerte månemørkingar og omlaupstider sett frå posisjonane til Jupiter relativt til Jorda.

Fysiske eigenskapar 
Io har på midten ein diameter på 3643,2 kilometer og ein relativt høg tettleik på 3,56. Dette er noko større tettleik og større diameter enn Månen har.

I motsetnad til dei andre galileiske månane finst der så godt som ikkje noko vatn. Dette tyder på at Jupiter tidlegare i si utvikling har hatt høge temperaturar som har gjort at på den inste månen har vatn og andre flyktige stoff fare ut i rommet.

Io sin albedo er på 0,61. Det betyr at 61 prosent av det innfallande sollyset vert reflektert ut i rommet frå overflata. Overflatetemperaturen er i gjennomsnitt på –143 grader Celsius.

Før dei umanna romsondane passerte Jupiter var vitskapen overtydd om at dei galileiske månane hadde krater spreidde ut over overflata på same måten som Jorda sin måne. Då dei to sondane Voyager 1 og Voyager 2 sende detaljerte bilete attende til Jorda kom det som ei overrasking at Io hadde ein ganske annleis utsjånad. Grunnen er den til då ukjende vulkanismen.

Tidevasskrafta frå Jupiter er 6000 gongar sterkare enn den tilsvarande frå Jorda på månen. Og tidevasskreftene som Europa og Ganymedes verkar på Io med er i om lag same storleik som mellom Jorda og Månen. Grunna den bundne rotasjonen er likevel ikkje tyngdekrafta frå Jupiter aleine årsaka til aktiviteten på Io. Der er ein ressonanseffekt med Europa og Ganymedes. Omlaupstidene står i det relative høvet 1:2:4 til kvarandre. Dette tvingar Io inn i ei lett elliptisk bane kring Jupiter, slik at variasjonen i tidevasskrafta frå Jupiter på Io er 1000 gongar større enn tidevasskrafta frå Månen på Jorda. Grunna den elliptiske bana får ein observatør inntrykk av at Io gjennom omlaupet endrar form her og der. Grunna den vesle avstanden til Jupiter fører denne svinginga i lengde til vandrande tidevassfjell på 300 m. Den tilsvarande deformasjonen på jordskorpa er på 20-30 cm. Med ei rund bane hadde tidevassfjella lege i ro, og der hadde ikkje vore nokon vulkansk aktivitet.

Viktige vulkanske fjell er Culann Patera, Tupan Patera, Ra Patera og Loki Patera. Andre kjende vulkanar er Marduk Patera og Pele Patera eller vulkanen Prometheus.

Overflate 
Overflata på Io er berre få millionar år gammal og er i stendig endring. Overflata er nokså jamn med høgdeskilnader på mindre enn ein kilometer, men der finst fjell på opp til ni kilometer som ikkje har sitt opphav i vulkanisme, men heller i platetektonikk. Bilete frå Voyager-sondane og tjue år yngre bilete frå romsonden Galileo tyder også på raske erosjonsprosessar som viser att i dette korte tidsrommet.

Dei mest markante strukturane på overflata er hundrevis av vulkanske kalderaer, som kan vere opp til 400 kilometer i diameter og til dels fleire kilometer djupe. Dertil finst talrike sjøar av smelta svovel. Sedimenta av svovel og dei ulike sambindingane med stoffet gir eit breitt spekter av fargetonar, som gir månen ein spesiell utsjånad. 

Vidare finst der lavafloder som kan strekke seg opp til fleire hundre kilometer. Data frå Voyager-sondane tyder på at desse flodene er laga av svovel og svovelsambindingar. Infraraud stråling viser at der finst såkalla Hot Spots med temperaturar opp til 2000 K. Dette er altfor varmt for smelta svovel. Kanskje består lavaflodene av smelta silikat. Aktuelle observasjonar med romteleskopet Hubble viser at Io er rik på natrium.

Vulkanisme 

Overflata på Io viser knapt teikn etter nedslagskrater, men er desto meir prega av aktive vulkanar og er i stendig endring etter geologisk tidsskala. Månen er i det heile den mest vulkansk aktive i solsystemet.

Vulkanutbrota sender flytande svovel og svoveldioksid ut med fart opp til 1 km/s og temperaturar kring 1000-1300 °C. Med den tyngdekrafta som er på Io kan utbrota sende materiale opp til 300 kilometer høgt. Materialet fell ned på overflata att og byggjer mektige avleiringar. 
Den vulkanske aktiviteten på månen vart første gong påvist av bilete frå romsonden Voyager 1 i 1979.

Dette vakte oppsikt då det var første gong det var sett vulkansk aktivitet utanfor jordkloten. Utbrota varierer mykje. Berre på eit tidsrom på fire månader, mellom passeringane til sondane Voyager 1 og Voyager 2, kunne ein sjå at somme stader var utbrota forbi, medan på andre stader hadde nye utbrot starta. Avleiringane kring kratera hadde tydeleg vore i endring.

Dei tjue åra som gjekk til romsonden Galileo passerte viste at dei stendige utbrota med avleiringar gjer at overflata på Io er i stendig endring. Månen viser fram den yngste overflata av klotane i solsystemet. Alderen på overflata vert rekna for å vere kring 10 millionar år. Difor ser ein ikkje nedslagskrater på Io, då geologiske prosessar fjernar spora.

Bane og rotasjon 
Io sviv kring Jupiter i ein middelavstand på 421 600 kilometer på 1 dag 18 timar og 27,6 minutt. Bana har ein numerisk eksentrisitet på 0,004 og hallar 0,04 grader med Jupiter sitt ekvatorplan.
Io roterer kring eigen akse på 1 dag, 18 timar og 27,6 minutt og viser dermed, i likskap med Jorda sin måne ein bunden rotasjon.
Den vulkanske aktiviteten kjem av sterke tidevasskrefter.

Indre oppbygnad 
I motsetnad til ismånane i det ytre solsystemet syner Io seg meir lik dei terrestriske planetane i det indre solsystemet. Io ser ut til å ha ei overflate av stein som truleg inneheld mykje silikat. Data frå romsonden Galileo tyder på at Io har ein kjerne av jarn som kanskje er iblanda jarnsulfid. Denne kjernen har truleg ein diameter på minst 900 kilometer. Forskarane tyder også data frå sonden Galileo slik at der finst eit 50 km tjukt magmalag som til ei viss grad, kanskje 20 %, er smelta.

Atmosfære 
Månen har ei svært tynn atmosfære som strekker seg 120 km opp frå overflata. Denne inneheld svoveldioksid og kanskje spor av andre gassar. Over denne er der ei ionosfære som strekker seg til 700 km over overflata på månen. Denne er sett saman av ionar av svovel, oksygen og natrium. Ionosfæren vert stendig fornya slik at tapet gjennom vekselverknaden med Jupiter si magnetosfære vert balansert.

Magnetfelt og stråling 
Io går i bane gjennom det sterke magnetfeltet til Jupiter, der elektrisk straum med ein samla effekt på 1000 Gigawatt induserer eit potensiale på 400.000 Volt. I dette feltet vert atomar i Io si øvre atmosfære ionisert og sende ut i rommet. Denne partikkelstraumen gir månen eit massetap på fleire tonn i sekundet. Iona frå Io legg seg i heile bana til månen og lagar ein ring kring Jupiter. Ringen sender ut infraraud stråling. Partiklar frå solvinden som treffer ringen vert fanga i Jupiter si magnetosfære.

Kjelder 
 Denne artikkelen bygger på «Io» frå , den 10. desember 2011. 
 

Io
 
Himmellekamar oppdaga i 1610