Sadržaj  | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | >

3. JUPITEROVI SATELITI 

3.2  Jupiterov mesec Io

Bez sumlje najviše uzbuđenja, astronomima je priredio Io. Galilejev satelit koji je najbliži Jupiteru. Očekivalo se da će njegova površina biti izbrazdana kraterima poput površine našeg Meseca, međutim, stvarni događaji su prevazišli i najsmelije pretpostavke.

Slika 3.2. – Jupiterov satelit Io	Slika 3.3. – Unutrašnja struktura Ija

Još pre prolaska letelica u blizini Ioa, bilo je poznato da on ostavlja prsten čestica po svojoj putanji oko Jupitera, kao i da mu je površina crvenkasta. Ovo crvenilo nije bilo u potpunosti objašnjeno, ali je tim stručnjaka pretpostavio da moćna Jupiterova gravitacija „drobi” Iovo jezgro, te da možda na površini postoji manja vulkanska aktivnost. Ta pretpostavka nije uzimana za ozbiljno jer se pre letova ka Jupiteru mislilo da mala tela poput Ija ne mogu imati takvu aktivnost, osim u najranijim stadijumima svoga formiranja.

Slika 3.4. – Jupiter i njegov satelit Io

Proučavajući jedan od snimaka Ija, koje su poslali kosmički brodovi „Pionir” 10 i 11, član tima ovog projekta, Linda Morabito, ugledala je bledi oblak, na ivici južne polulopte, iznad površine satelita. Pošto su propali svi pokušaji da se ona objasni kao neki artefakt, tj. da je nastala usled neke greške na snimku, zaključeno je da je to ogroman oblak koji se diže 270 km iznad površine satelita. Bio je to prvi aktivan, tj. živi vulkan otkriven van Zemlje. Ovo otkriće je dokazalo da Zemlja nije jedino telo sa aktivnim, tj. tečnim jezgrom. Posle prolaska oba „Vojadžera”, nabrojano je ukupno osam aktivnih vulkana čije su erupcije išle od 70 do 300 km. Neki od oblaka imali su visok stepen simetrije. U većini slučajeva, izbačeni materijal se dizao do visine od 100 km i stvarao oblak oblika kišobrana koji se širio i padao nazad na površinu. Međutim, zahvaljujući robotu „Galileo”, koji je u putanji oko Jupitera još od 1995. kao njegov prvi veštački satelit  i čiji je osnovni cilj još bliže upoznavanje Jupitera i njegovih zadivljujućih meseca, danas se zna da aktivnih vulkana ima nekoliko stotina, doduše mnogo manjih od onih nekoliko glavnih. Prema tome, Io je svet stalno aktivnih vulkana koji u neprekidnim mlazevima izbacuju hiljade tona sumpora i sumpornih jedinjenja. Erupcije mogu neprekidno trajati nedeljama, pa i mesecima. Izbačeni materijal se delimično vraća natrag na površinu meseca, neprekidno menjajući njegov izgled. Procenjuje se da godišnje površinu Ija pokrije sloj debljine oko 1 cm. Manji deo, koji nadvladava Iovu gravitaciju, ulazi u putanju oko Jupitera gradeći torus, tj. prsten od čestica, koji je inače malo nagnut prema ravni putanje Ija. Od osam aktivnih vulkana koje je snimio „Vojadžer 1” šest je bilo još uvek aktivno kada je došao „Vojadžer 2”, jedna erupcija je prestala, a jedan od vulkana se nalazio u oblasti  koja je bila nedostupna kamerama „Vojadžera 2”.

Slika 3.5. – Vulkanska aktivnost na Iju Veća slika 17 k

Neki od planetarnih geologa smatraju da su potoci materije koji ističu iz vulkana od čistog sumpora a ne od lave od silikatnog stenja. Oni smatraju da različite nijanse živih boja potiču od altropskih modifikacija sumpora, koje su stabilne na različitim temperaturama. Suprotno mišljenje je da su ovi tokovi sastavljeni od „običnije” bazaltne lave koja je obojena usled visokog sadržaja sumpora i njegovih naslaga na površini.

Slika 3.6. – Vulkan Loki Patera

Druga interesantna pojava na Iou je prisustvo belih ili plavičasto belih svetlih mrlja koje su posmatrane na više mesta. Ovi oblici su difuzni i ponekad promenljivi pa je pretpostavljeno da su to možda oblaci koje stvara gas što izlazi iz unutrašnjosti satelita i kondezuje se u neku vrstu snega. Ustanovljeno je da Io poseduje veoma retku atmosferu (pritisak na površini je 0,1 milibar) čiji je osnovni sastojak sumpor dioksid. Sumpor dioksid na Iou ima niz interesantnih osobina. Pre svega nove količine gasa obilato dolaze iz vulkana. Zatim SO2 se može kondezovati na površini. U polarnim predelima, za vreme noći, temperature su dovoljno niske da se gotovo sav SO2  zaledi. Osim toga, na temperaturama koje vladaju u umerenim dubinama, moguće je topljenje sumpora tako da ispod sloja čvrstog sumpora izlaze i na površinu i vide se u obliku ogromnih ravnica sa slabo izraženim reljefom.

Jupiter na Io deluje veoma jakim plimskim silama koje usled trenja stvaraju toplotu u njegovoj unutrašnjosti i izazivaju vulkansku aktivnost. Drugi potencijalni izvor energije je jedinstveni položaj Ioa u Jupiterovoj magnetosferi. Io se obrne oko njega za 1,77 dana. Io prolazi kroz linije sila Jupiterovog magnetnog polja brzinom od 57 km/s. Između Jupitera i Ija postoji i strujna cev koja je nastala interakcijom jonosfere ovog meseca sa magnetnim poljem planete. Za ovu struju se procenjuje da ima jačinu od 5 000 000 A, a napon od 600 000 V. Ulogu provodnika između dva nebeska tela igra Jupiterova magnetosfera. Smatra se da Jupiter svojom magnetosferom „grabi” oko jednu tonu čestica iz Iove atmosfere svake sekunde. Jedan deo ovih jona, uglavnom sumpora, kiseonika, natrijuma i kalijuma, koji dospeva magnetnim poljem do samog Jupitera, izaziva na njegovim polovima polarnu svetlost (auroru).

Osnovni razlog vulkanske aktivnosti na Iju je dejstvo Jupiterove gravitacije kao i njegovih obližnjih pratilaca – Evrope i Ganimeda, koji stvaraju plimske sile, iste onakve kakve stvara i Mesec na Zemlji, samo neuporedivo jače i sa daleko razornijim posledicama po Io.

Osim zagonetne strujne cevi Io je odgovoran i za nastanak plazmenog torusa oko cele planete. Naime, Io stalno gubi atmosferu koja se neprestano obnavlja usled vulkanske aktivnosti. Ovaj proces je doveo do formiranja oblaka koji se proteže duž cele putanje satelita u ravni malo nagnutoj u odnosu na ravan putanje. Ovaj oblak ima oblik automobilske gume, koji se naziva toroidalni, a telo takvog oblika torus. Torus sadrži veliki broj jona sumpora i vodonika nastalih verovatno pod uticajem elektrona u magnetosferi Jupitera, a detektovano intezivno ultraljubičasto zračelje visoko jonizovanog sumpora ukazuje na to da neki, za sada nepoznati, mehanizam snadbeva torus energijom od oko 5·1011 vati.

Slika 3.7. – Vulkan Ra patera

Io se stalno skuplja i širi za nekih 100 m. Jezgro mu je potpuno tečno i najverovatnije se sastoji od gvožđa i nikla. Omotač jezgra je od istopljenih stena. Ispod same površine se nalaze ogromna jezera sumpora. Zato je površina Ija najmlađa u celom Sunčevom sistemu i sigurno nije starija od milion godina. Zahvaljujući neprekidnoj aktivnosti, svi današnji udarni krateri, koji su uobičajni za većinu tela u Sunčevom sistemu, na Iju su odavno zatrpani slojevima sumpora, tako da se ni na snimcima najveće razvojne moći ne mogu razaznati (u stvari, do sada je otkriven samo jedan udarni krater i to na jednom planinskom uzvišenju). S obzirom na veličine samih vulkana, dugotrajnost i snagu njihovih erupcija to ne treba da čudi. Tri najveća – Pele, Prometej i Loki Patera – izbacuju lavu i do 400 km u vis brzinom od 9 km/s, tako da ne samo što stvaraju nove depozite, tj. nanose na površini, već neprekidno obnavljaju tanak atmosferski omotač od sumpordioksida, čineći da Io bude jedan od retkih meseca u Sunčevom sistemu sa atmosferom. Oko Pelea (koji je dobio naziv po božanstvu ognja u polinežanskoj mitologiji) postoji čak i kružni svetlocrveni nanos vulkanskog materijala prečnika 1200 km. U samim jezgrima vulkana temperatura se penje i do 1500ºC.  Mnoge od vulkanskih kaldera, tj. grotla, su udubljene i do 2 km (kod Loki Patere čak i do 2,6 km).

Pored vulkanskih kratera, veliku pažnju su privukle i planine na Iju. Od njihovog otkrića, pre dvadeset godina, vode se rasprave o njihovom poreklu. Najviši vrhovi, koliko je za sada poznato, dostižu 16 km visine (Bosuale Mons), što je daleko više nego planine na Zemlji, i nadmašuje ih samo ugašeni vulkan Olimpus Mons na Marsu. Sve te planine izgledaju na prvi pogled kao divovski nanosi sumpora; neke manje od njih to sigurno i jesu, jer se na snimcima visoke rezolucije može videti stepen njihove degradacije, tj. propadanja koje nastaje usled gravitacije samog meseca. Za one veće, mala je verovatnoća da im je sumpor glavni sastojak. Posle najnovijih posmatranja sa „Galilea” shvaćeno je da se najvrelija lava uglavnom sastoji od silikatnih stena bogatih magnezijumom. Ona je toplija i gušća u odnosu na uobičajne bazaltne stene na Zemlji. S obzirom na to da je Ijova kora bogata silikatima, to može biti i razlog postojanja visokih planinskih vrhova, premda sam proces stvaranja planina još nije sa sigurnošću utvrđen.

Slika 3.8. –  Heamus Mons je planina koja se nalazi blizu južnog pola. Dimenzije osnove iznose 200 sa 100 kilometara dok nekoliko vrhova dostiže visinu i do 10 kilometara

„Galileo” je pronašao veoma slabo magnetno polje oko Ija. U svakom slučaju, među svim Jupiterovim mesecima, Ganimed ima najjače magnetno polje, koje je jedan od glavnih razloga za verovanje da ispod Ganimedove površine postoji tečni okean (mada su dokazi slabiji nego kada je u pitanju Evropa). Za razliku od ostala tri Galilejeva pratioca, Io ima veoma malu količinu vode. Veći deo je ispario usled paklenih uslova na mesecu. Ali ipak, i on ima svoj ledeni pokrivač koji se sastoji ne od vodenog leda već od smrznutog sumpor-dioksida, koji je, naravno, vulkanskog porekla.

Io, kao i naš Mesec, uvek je okrenut istom stranom ka matičnoj planeti, oko koje se okrene tačno dva puta u odnosu na Evropin obilazak, pa se za njega kaže da se nalazi u rezonantnoj orbiti. Ovakva orbita pojačava efekat plimskog gravitacionog dejstva.

Io ima najveću srednju gustinu od svih galilejevih meseca; ona se kod ostalih meseca progresivno smanjuje. Ovo potiče otuda što je najveći deo lako isparljivih supstanci doslovno oduvan toplotom Jupitera još u najranijem dobu nastajanja planete. Taj isti proces objašnjava i zašto se planete Zemljinog tipa, koje su bliže Suncu, toliko po gustini razlikuju od planeta Jupiterovog tipa.

Io ima visok postotak odbijanja svetlosti (albedo), koji iznosi oko 60%, ali se i pored svoje prividne veličine ne može videti golim okom zbog blizine i sjaja Jupitera.

 Sadržaj  | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | >

(jun 2003.)

vrh