آیو (قمر)

جهنم یخ زده

در چهارصدمین سالگرد کشف قمرهای دور مشتری، فضاپیماهای ساخته دست بشر توانسته‌اند تصویری کامل از قمرهای دوردست منظومه شمسی تولید کنند و چشمان ما را به شگفتی‌های این دنیاهای عجیب باز کنند. اقمار سیارات منظومه شمسی اگرچه از نظر اندازه سر تعظیم در برابر سیارات فرود می‌آورند، اما از نظر خصوصیات عجیب و غریب خود، اغلب این والدین بی‌احساس را تحت‌الشعاع قرار می‌دهند. قمرهای مشهور منظومه شمسی از نظر تعداد، به نسبت ۲۰ به ۱ بیشتر از سیارت آن هستند و تنوع قابل توجهی را نیز از خود نشان می‌دهند. برخی از این قمرها مانند تیتان، پیچیده‌تر از هر سیاره‌ای هستند. برخی دیگر مانند دنیای یخ‌زده اروپا، می‌تواند پناهگاهی برای حیات احتمالی باشند.
به گزارش نیوساینتیست، سال ۲۰۱۰ چهارصدمین سالگرد کشف چهار قمر بزرگ مشتری توسط گالیله است. کشفی که در یک لحظه، تعداد قمرهای شناخته شده را برای انسان ۵ برابر کرد.

پیتزایی به بزرگی ماه

آیو اندکی از ماه زمین بزرگتر است. با سطحی پر از حفره و لرزش‌های مداوم ناشی از فورانات آتشفشانی، آیو یک جهنم آتشین در منظومه شمسی محسوب می‌شود. علی‌رغم سرمای کافی برای پوشاندن سطح قمر با لایه‌هایی از دی‌اکسید گوگرد منجمد وجود دارد، این قمر داخلی بزرگ مشتری، آتشفشانی‌ترین دنیای شناخته شده منظومه شمسی است و از سطحی که تنها یک دوازدهم سطح زمین مساحت دارد، ۱۰۰ برابر بیشتر از تمام آتشفشان‌های زمین گدازه به بیرون پرتاب می‌کند. سطح آیو به واسطه وجود چشمه‌های جوشان صخره‌های مذاب، چهره‌ای لکه لکه دارد و بزرگ‌ترینِ این دریاچه‌ها که لوکی‌پاترا نامیده می‌شود، بیش از ۲۰۰ کیلومتر عرض دارد. آیو بیش از ۱۰۰ کوه در سطح خود دارد که ارتفاع برخی از آنها از قله اورست بیشتر است.
در سطح این قمر، ماگما با اعمال فشار ناگهانی راه خود را از بین شکاف‌های موجود در پوسته صخره‌ای باز می‌کند و خطوطی از مواد مذاب را تشکیل می‌دهد که ۵۰ کیلومتر یا بیشتر طول دارد. فضاپیمای نیوهوریزنز(به انگلیسی: New Horizons) ناسا، تصویری حرارتی از یکی از این رودخانه‌های آتشین را در سال ۲۰۰۷ (۱۳۸۶) در حین سفر خود به سمت پلوتو و هنگام عبور از کنار مشتری، ثبت کرده‌است.
برخی از فوران‌های آتشفشانی آیو آنقدر شدید هستند که توده عظیمی از گاز و خاکستر را به ارتفاع ۵۰۰ کیلومتر به داخل فضا پرتاب می‌کنند. این اتفاق وقتی رخ می‌دهد که یک جریان مواد مذاب، لایه‌های سطحی دی‌اکسید گوگرد منجمد را تبخیر کند؛ یا گاز محلول موجود در ماگما با تشکیل حباب، توده‌های پرسرعت مواد مذاب را از سطح سیاره به خارج پرتاب کند.
تمام این رفتارهای خشن آتشفشانی، نتیجه جاذبه هم‌زمان مشتری و دو خواهر آیو، اروپا و گانیمد است. مدت گردش مداری این قمرها دقیقاً ۲ و ۴ برابر گردش مداری آیو هست. در نتیجه، این سه قمر به‌طور متناوب در یک خط قرار می‌گیرند. در طول زمان کشش گرانشی آرام این اجتماع دوره‌ای، مدار آیو را تدریجاً به صورت بیضوی درآورده است.
اتمسفر آیو بیشتر از دی‌اکسید گوگرد تشکیل شده است و اندکی دارای سدیم کلرید، منواکسید گوگرد، گوگرد و اکسیژن نیز می‌باشد.
هنگامی‌که آیو این مدار را طی می‌کند، تأثیر جاذبه مشتری بر روی آیو قوی و ضعیف می‌شود. تنش‌های ناشی از این پدیده طی فرایندی که گرمایش جزر و مدی نامیده می‌شود، قمر را از درون گرم می‌کند. این اثر بر روی آیو چنان قدرتمند است که می‌تواند صخره‌ها را ذوب کند و آتشفشان‌ها را به وجود آورد.
چنین شرایط آتشفشانی شدیدی ممکن است در عالم بسیار متداول باشد. به عنوان مثال، سیاره کوروت-۷بی(به انگلیسی: COROT-7b) که جدیداً کشف شده‌است، دارای مداری بسیار نزدیک به ستاره مادر است و کشش گرانشی بسیار قدرتمندی را تحمل می‌کند. اگر مدار آن تنها اندکی بیضوی باشد، گرمایش جزر و مدی کافی برای تبدیل این سیاره به یک دنیای آتشفشانی وجود دارد؛ بنابراین آیو می‌تواند تصویری اجمالی از شرایط موجود بر روی میلیون‌ها سیاره فرازمینی را در اختیار ما قرار دهد.
با این وجود، به نظر می‌رسد که آیو در حال سرد شدن است. دلیل این امر نیز به احتمال زیاد ناشی از کاهش تدریجی حالت بیضوی مدار آن، نسبت به زمان‌های گذشته‌است. ده‌ها یا شاید صدها میلیون سال بعد، تشدید مداری اروپا و گانیمد باعث خواهد شد که آیو در یک مدار تقریباً دایروی، بدون گرمایش جزر و مدی قرار گیرد.