Io (Maand)

Io ([iʔo], ok: Jupiter I) is de binnerste vun de veer groden Maanden vun’n Jupiter, de ok as ünner den Begreep Galileische Maanden bekannt sünd. Dat Sünnere an Io is de utermatig starke Vulkanismus, de so dull op keen annern Himmelkörper vun’t Sünnsystem vörkummt. Opdeckt worrn is Io 1610 vun Galileo Galilei, bekannt worrn is he denn 1676 vun wegen de eerste Meten vun de Lichtsnelligkeit dör den Astronom Ole Rømer. He harr dorto de ünnersöcht, wanneer sik de Io verdüstern de in Afhangigkeit vun de Positschoon vun Jupiter to de Eer.

Opdecken

Gröttenvergliek twüschen Io (ünnen), den Maand (baven) un de Eer (rechts).

De Opdecken vun Io warrt den italieenschen kloken Kopp Galileo Galilei tosproken, de an’n 7. Januar 1610 mit sien eenfack Feernrohr den Jupiter bekeken hett. Dorbi hett he de veer groden Maanden – Io, Europa, Ganymed, Kallisto – sehn, de dorüm na em as de Galileischen Maanden betekent warrt.

De Naam kummt ut de greekschen Mythologie. Dor is Io een vun de Leevsten vun Zeus, wat in de röömschen Mythologie Jupiter is. De Naam is al kort na’t Opdecken vun Simon Marius vörslahn worrn, künn sik aver lange Tiet nich dörsetten. Eerst Mitt vun’t 20. Johrhunnert is de Naam wedder in Bruuk kamen. Dorvör weer dat begäng, de Maanden eenfach blots mit röömsch Tallen to beteken. Io weer dorna de Maand Jupiter I.

De Galieleischen Maanden sünd so hell, dat een de al in en Feernglas oder en lütt Teleskop bekieken kann.

Ümloopbahn

Io ümlööpt den Jupiter mit en middleren Afstand vun üm un bi 421.600 km un bruukt dorför ruchweg 1 Dag, 18 Stünne un 27,6 Minuuten. De Bahn hett en Exzentrizität vun 0,0041^[1] un is üm 0,04° gegen de Äquatereven vun’n Jupiter verkippt.

Opbo un physikaalsch Egenschoppen

Binnere Opbo vun de Io

De Dörmeter vun Io liggt in’n Dörsnitt bi 3643,2 km. Se hett butendem en teemlich hoge middlere Dicht vun 3,56 g/cm³. Ehr Dörmeter un ehr Dicht sünd dormit beid’n beten grötter as de Maand vun de Eer. Anners as de Iesmaanden vun’t butere Sünnsystem, gliekt Io also mehr de terrestrischen Planeten as de Eer, de vör allen ut Silikat-Steen opboot sünd. Daten, de vun de Ruumsond Galileo optekent worrn sünd, laat dorop sluten, dat Io en Karn ut Iesen un vielleicht ok lütte Andelen vun Iesensulfiden bargt, de tomindst 990 km in’n Dörmeter meten deit.

In’n Ünnerscheed to de annern Galileischen Maanden is op Io so goot as keen Water nawiest worrn. Dat künn dormit verklort warrn, dat Jupiter in sien Fröhtiet bannig hoge Temperaturen opwiest hett, so dat Water un annere flüchtige Stoffen vun den binnersten Maand utneiht sünd.

För de Rotatschoon bruukt Io 1 Dag, 18 Stünnen un 27,6 Minuuten. Dat heet, Io wiest, as veele annere Maanden ok, en bunnen Rotatschoon op. Se hett en Albedo vun 0,61, wat so veel heet as, dat 61 % vun dat instrahlte Sünnlicht vun de Bavenflach wedder torücj reflekteert warrt. De Temperatur an de Bavenflach liggt in’n Dörsnitt bi ruchweg -143 °C.

Fröher, vör de Misschonen vun Rummsonden, hebbt de Wetenschopplers glöövt, dat de Galileischen Maanden vun Kraters överseit weern, jüst so as de Maand vun de Eer. Man wull över de Verdelen un de Tall vun de Kraters torüchsluten, wo oolt de Maanden sünd. Man, as Voyager 1 un Voyager 2 de eersten Biller na de Eer sennt hebbt, hett man överrascht faststellt, dat de Maanden anners utsehn doot. Bi Io liggt dat an den starken Vulkanismus, mit den man natürlich nich rekent harr.

Vulkanismus op Io

Billerreeg vun de beiden aktiv utbreken Vulkanen Zamama un Prometheus opnahmen vun de NASA-Sond Galileo

Schema vun de Bahnresonanzen vun Io mit Europa un Ganymed.

Op de Bavenflach vun Io sünd so goot as keen Impaktkraters to finnen. Se is veelmehr vun Vulkanismus prägt un verännert sik dorüm stännig. Io is mit Afstand de vulkaansch aktivste Himmelskörper in’t hele Sünnsystem.

Bi Eruptschonen warrt fletigen Swevel un Sweveldioxid utsmeten, un dat mit Snelligkeiten bit to 1 km/s. Vun wegen de lütte Sworkraft künnt de Partikeles bit to 300 km hooch sleudert warrn. Se fallt denn wedder torüch op de Eer un billt dor düchtige Aflagern.

Nawiest worrn is de Vulaknismus op Io to’n eersten mol 1979 op fotograafsche Opnahmen vun de Ruumsond Voyager 1, wat to de Tiet veel Acht utlööst hett. Dat weer neemlich dat eerste mol, dat op en annern Himmelskörper as op de Eer aktiven Vulkanimus opdeckt worrn is. De Utbröök künnt bannig ünnerscheedlcih utfallen. Al in en Tietruum vun blots veer Maanden, de twüschen de Ankunft vun Voyager 1 un Voyager 2 vergahn weern, künn faststellt warrn, dat de Aktivität in eenige Rebeden vullstännig ophöört harr, wieldat an annere Steden ne’e Vulkanen opdeckt weern. Ok de Aflagern ründ üm de vulkaanschen Kraters harrn sik düütlich ännert.

Dör de Biller, de üm un bi twintig Johr later dör de Ruumsond Galieleo opnahmen worrn sünd, kann een nu sehn, dat de stännigen Vulkanutbröök de Bavenflach vun Io dör dat utsmeten Material jümmers wedder verännert. De Maand wiest de planetooogsch jüngste Bavenflach in’t Sünnsystem op. Se warrt op ruchweg 10 Millionen Johr schätzt. Dat is ok de Grund, worüm op de Bavenflach kuum Inslagkraters to sehn sünd, vun wegen dat de dör de planetoloosche Aktivität gau wedder planeert warrt.

De Oorsaak vun den Vulkanismus op Io is in de Tiedenkräft to söken, de den Maand wiel den Ümloop üm Jupiter regelrecht dörkneden un dordör ophitten doot. Allen al de Tiedenkräft dör’n Jupiter sülvst op Io sünd mehr as 6000-mol starker as de, de op’n Maand vun de Eer wirkt. Dorto kamt de Tiedenkräft, de vun Europa un vun Ganymed, de ok noch mol in de Gröttenorden as bi’n Maand leegt. Dör de Bunnen Rotatschoon is de afslute Stärk vun de Tiedenkraft aver man nich so bedüden, man ehr Ännern mit de Tiet. Dör en Resonanzeffekt mit de Maanden Europa un Ganymed warrt Io op en licht elliptische Ümloopbahn dwungen, in de Oort, dat jemehr Ümloopbahnen in de Proportschoon 1:2:4 to’nanner staht. Dör de licht elliptische Bahn ännert sik de Tiedenkräft, so dat de Wirken alleen dör de Verännern vun’n Afstand jümmer noch dusendmol so groot is as bi’n Maand vun de Eerd. Dör de Ellips sütt dat vun Io ut so ut, as schwank Jupiter wiel den Ümloop an’n Himmel licht hen un her. Dör den lütten Afstand to’n Jupiter föhrt disse Libratschoonsbewegen vun’n Maand to Tiedenbargen vun Högen bit to 300&m, de perioodsch wannert. De vergliekbore Deformatschoon liggt bi de fasten Eerdköst wiet dorünner un kann dör de Kräft vun Maand un Sünn tohopen hööchstens bit to 32 cm bedrägen.^[2] Wenn de Ümloopbahn vun Io nipp un nau en Krink weer, denn bleven de Tiedenbargen ahn Bewegen un op den Maand geev dat keen Vulkanimus.

Bavenflach

Bavenflachenstrukturen an de Dag-Nach-Grenz opnahmen vun de Ruumsond Galileo

De Bavenflach vun Io is blots wenige Millionen Johr oolt un ännert sik stännig vun wegen de vulkaansche Aktivität. In’n Groten un Ganzen is de Bavenflach teemlich flach mit Högenünnerscheden vun weniger as een Kilometer. Man dat gifft ok en poor Bargen, vun bit to negen Kilometer Hööch, de nich dör Vulkanimus tostannen kamen sünd, man wohrschienlich dör tektoonsche Vörgäng. En Vergliek vun de Biller vun Voyager 2 mit de twintig Johr jüngeren vun Galileo düüt ok op gaue Verfallsvörgäng hen, de all na korte Tiet to sehn sünd.

An’n opfalligsten sünd de Strukturen vun en poor Hunnert vulkaansche Calderas, de in’n Dörmeter bit to 400 km groß un deelwies eenige Kilometer deep sünd. Dorblangen gifft dat ok Seen ut smölt Swevel. De Aflagern vun den Swevel un de Swevelverbinnen hebbt en riek Spektrum vun Klören, wat to dat ungewöhnliche Utsehn vun den Maand föhrt.

Bito sünd wiet recken Lavaströöm vun en nedderviskosen Fletigkeit to sehn, de sik över mehrere Hunnert Kilometer teht. Ut de Daten vun de Voyageropteken is utweert worrn, dat disse Lavaströöm to’n gröttsten Deel ut Swevel un Swevelverbinnen tosamensett sünd. Ünnersöken vun Infrarootstrahlen vun de Eer ut hebbt wiest, dat dat ok so nöömte Hotspots mit Temperaturen bit to 2000 K gifft. För smölten Swevel is dat al veel to hitt. Dat kann dorüm ok wesen, dat de Lavaströöm ut smölt Silikat bestaht. Aktuelle Ünnersöken vun’t Hubble-Teleskop düüt dorop hen, dat dat Material riek an Natrium is.

Atmosphäär

Io hett en Atmosphäär, de aver bannig dünn is. Se reckt bit in een Hööch vun 120 km un sett sik ut Sweveldioxid un mööglicherwies Sporen vun annere Gasen tohopen. De Ionosphäär geiht bit in een Hööch vun üm un bi 700 km. Se besteiht ut Swevel- Suerstoff- un Natriumionen. Dör de vulkaansche Aktivität warrt se jümmer wedder nee versorgt. dordör warrt de Deelkenverlust dör de Wesselwirken mit de Magnetosphäär vun’n Jupiter utgleken.

Strahlen un Magnetfeld

De 330 km hoge Eruptschoonswulk vun den Vulkan Tvashtar, opnahmen vun New Horizons an’n 28. Februar 2007.

Op ehr Bahn bewegt sik Io dör dat Magnetfeld vun’n Jupiter, wat to’n Indukschoon vun elektrische Strööm föhrt. Dorbi warrt ruchweg 1000 GW mit en Spannungspotential vun ungefähr 400.000 V tüügt. Ünner disse Bedingen warrt Atomen in de böveren Atmosphäär ioniseert un in’n Weltruum rutsleudert. Dör dissen Partikelstroom verlütt Io in een Sekunn mehrere Tunnen Masse.

De Ionen billt’n Torus längs de Io-Bahn üm den Jupiter, de in’t infrarode Licht bannig lüücht. Partikel, de dör den Sünnwind ut den Torus wegreten warrt, künnen mitverantworrtlich wesen för de ungewööhnlich wiet utdehnte Magnetosphäär vun’n Jupiter. In de Jupiteratmosphäär warrt disse Ionen so dull gaumaakt, dat se en so starke Strahlen utlööst, dat ok de strahlensekerste Elektronik vun Ruumsonden in de Neeg vun Io na korte Tiet ehrn Geist opgeven dee.

Dör den sülven Mechanismus, dör denn ut Polaarlichter utlöst warrt, billt sik in de Jupiteratmosphäär ünner Io ok en Lüchten ut, dat en Lüchtspoor na sik tütt. Man, worüm de Lüchtsteed ok en poor swacke Lüchtpunkten vörutneihn doot, dat is physikaalsch opstunns nich klor.^[3]

De Positschoon vun Io hett starken Influss op dat Utsennen vun Radiobülgen, de vun’t Jupitersystem afstrahlt warrt. Wenn Io vun de Eer ut tosehn is, stiggt de Intensität vun de Radiostrahlen düütlich an. Spekulatschonen över en eegen Dipoolfeld, as de Jupitermaand Ganymed dat hett, künnt na den Besöök dör de Ruumsond Galieleo utslaten warrn.^[4]

Borns

↑ NASA: Solar System Dynamics
↑ Klaus Strobach: Unser Planet Erde, Gebrüder Bornträger, Berlin, Stuttgart, 1991, ISBN 3-443-01028-8
↑ Pressemitdelen vun de Universität Köln in’n Informatschoonsdeenst Wetenschop
↑ K.K. Khurana et al. „Io's Magnetic Field“,EGS XXVII General Assembly, Nice, 21-26 April 2002, abstract #5119

Literatur

Lexikon der Astronomie in 2 Bännen. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelbarg/Berlin/Oxford 1995. ISBN 3-86150-145-7
NASA-Atlas des Sonnensystems. Knaur, München 2002. ISBN 3-426-66454-2
Dirk N. Lorenzen: Raumsonde Galileo. Franckh-Kosmos, Stuttgart 1998. ISBN 3-440-07557-5
David McNab, James Younger: Die Planeten. C. Bertelsmann, München 1999. ISBN 3-570-00350-7
David Morrison: Planetenwelten. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelbarg, Berlin, Oxford, ISBN 3-8274-0527-0
Planeten und ihre Monde, Spektrum Akademischer Verlag Heidelbarg/Berlin/Oxford 1988. ISBN 3-922508-46-4