Io (Mond)

Dä Artikel beschäftigt sich mitem Mond Io vum Planet Jupiter, anderi Bedütige vu dem Begriff findener under Io

I Io
Dr Jupitermond Io, ufgnumme us ere Entfernig vu 130.000 km vu dr Rümsonde Galileo am 3. Juli 1999.
Dr Jupitermond Io, ufgnumme us ere Entfernig vu 130.000 km vu dr Rümsonde Galileo am 3. Juli 1999.
Zentralchörper	Jupiter
Eigeschafte vum Orbit
Grossi Halbax	421.800 km
Periapsis	420.100 km
Apoapsis	423.500 km
Exzentrizität	0,0041^[1]
Bahnneigig	0,04°
Umlaufzitt	1,769 Däg
Middleri Orbitalgschwindigkeit	17,3 km/s
Physikalischi Eigeschafte
Albedo	0,61
Schinbari Helligkeit	5,0 mag
Middlerer Durchmesser	3643,2 km
Masse	8,94 × 10²² kg
Middlere Dichti	3,56 g/cm³
Siderischi Rotation	1,769 Tage
Axneigig	0°
Fallbeschlünigung an dr Oberflächi	1,81 m/s²
Fluchtgschwindigkeit	2560 m/s
Oberflächetemperatur	? - 130 - 200 K
Entdeckig
Entdecker	Galileo Galilei Simon Marius
Datum vu dr Entdeckig	7. Jänner 1610
Amerkige	eifach bundeni Rotation D'Io hat e deilwiis vulkanisch verursachti Atmosphäri mit <10^-6Pa

Grösseverglich zwische dr Io (unde links), Erdmo (obe links) un Erde (massstabsgrächti Photomontage).

D' Io [io, vu grichisch Ῑώ] isch dr innerśt vu dr grosse Mönd vum Planet Jupiter. Ihr Besunderheit isch ihr extreme Vulkanismus, wo vu keinem andere Himmelskörper im Sunnesystem yberbotte wird. Bekannt isch si dur die erśt Messig vu dr Liechtgschwindigkeit dur dr Ole Rømer anno 1676 anhand vu dr beobachtete Verfinsterigszitte vu dr Io in Abhängigkeit vu dr Śtellig vum Jupiter zue dr Erde worre.

Entdeckig

Dr Io ihri Entdeckig wird im italienische Glehrte Galileo Galilei zuegśproche, wo anno 1610 si eifachs Fernrohr uf dr Jupiter grichtet het. Die vier grosse Mönd Io, Europa, Ganymed un Kallisto werre sällewäg au as Galileischi Mönd bezeichnet.

Allerdings het dr Dytsch Simon Marius in sinem 1614 erschinene Werch Mundus Jovialis d'Entdeckig fer sich beasprucht, indem er behauptet het, die grosse Jupitermönd scho a baar Nächt vor em Galilei entdeckt z'ha. Dr Galilei het säll azwiifelet un het im Marius si Werch als Plagiat bezeichnet.

Daift worre isch dr Mond uf d'Io, in dr grichische Mythologi e Schätzli vum Zeus (entspricht im römische Jupiter). Obwohl dr Namme Io scho churz nooch dr Entdeckig vum Simon Marius vorgschlage worre isch, het er sich yber langi Zitt nitt dursetze chänne. Erst in dr Middi vum 20. Johrhundert isch er wiider in Bruuch chu. Vorher sin die galileische Mönd yblicherwiis mit römische Ziffere bezeichnet worre un d'Io isch dr Jupitermond I gsi.

Die galileische Mönd sin so hell, dass mer si scho mit eme Fernglas oder ime chleine Teleskop beobachte cha. Mit ere schinbare Helligkeit vu öppe +4^m bis +5^m wäre si sogar alli vier in Gegede ohni nächtlichi Liechtverschmutzig mit blossem Aug sichtbar, wenn si nit dr mit -2,5^m öppe 100 Mol heller Jupiter yberśtrahle dät.

Bahndate

D'Io umchreist dr Jupiter ime middlere Abstand vu 421.600 Kilometer in 1 Dag 18 Stund un 27,6 Minüte. D'Bahn wiist e Exzentrizität vu 0,0041 uff un isch um 0,05 Grad gegenyber vu dr Äquatorebeni vum Jupiter gneigt.

Ufbau un physikalischi Date

D'Io besitzt e middlere Durmesser vu 3.643,2 Kilometer. Si het drei underschidlich langi Axe: 3660.0 km am Äquator bi dr uf dr Jupiter grichtete Ax, 3637.4 km am Äquator tangential zue dr Umlaufbahn un 3630.6 km bi dr Polax. D'Io het e relativ hochi Dichti vu 3,56 g/cm³. Si wiist dodemit e eweng höcheri Dichti un e eweng grössere Durmesser wie dr Erdmo uf. Anderśt wie die meiśte Mönd im ussere Sunnesystem schint d'Io dorum eher wie die terreśtrische (erdähnliche) Planete yberwigend us silikatischem Gśtei ufbaut z'si. Geologisch betrachtet isch d'Io dorum au e terrestrische Planet. Date vu dr Ruumsonde Galileo len druf schliesse, dass d'Io e Chern us Iise, eventuell mit Adeile an Iisesulfide, vu mindistens 900 Kilometer Durmesser besitzt.

Im Gegesatz zue dr andere galileische Mönd findet sich uf dr Io - au do im Erdmo ähnlich - so guet wie kei Wasser, allerdings us eme ganz andere Grund. Bi dr Io chännt säll druf zruckzfüehre si, dass dr Jupiter in dr Früehzitt vu sinere Entśtehig vor öppe 4,5 Milliarde Johre so hochi Temperature ufgwise het, dass Wasser un anderi flüchtigi Subśtanze uf dr innerśte Mönd hänn entwiiche chänne.

D'Io rotiert in 1 Dag 18 Śtund un 27,6 Minute um die eige Ax un wiist dodemit, wie dr Erdmo un die ybrige innere Jupitermönd, e bundini Rotation uf. D'Io isch zimli hell: ihr Albedo betrait 0,61, des heisst, 61 Prozent vum ifallende Sunneliecht werre vu dr Oberflächi reflektiert. D'Oberflächetemperatur betrait im Durschnitt –143 Grad Celsius (130 K).

Vor dr Missione vu dr ubemannte Ruumsonde isch d'Wisseschaft devu yberzügt gsi, dass die galileische Mönd vu Krater ybersaiti Körper ähnlich im Erdmo wäre. Anhand vu dr Azahl un dr Verdeilig vu dr Krater hätte Ruckschlüss uf s'Alder vu dr Mönd zoge werre solle. Wie d'Sonde Voyager 1 un Voyager 2 erśtmols detaillierti Ufnahme uf d'Erde gsendet hän, isch mer yberrascht gsi, dass jeder vu däne Mönd e völlig anders Ussähne zeigt het. Dr Grund dodefir isch bi dr Io dr bis dertna unerwartet Vulkanismus gsi. Allerdings hän an dr Voyager-Mission mitschaffendi Geologe drei Däg vor dr Achunft vu Voyager 1 bi dr Io aktive Vulkanismus ufgrund vu Gezittechräfte vochergsait.

Vulkanismus

Uf sälle Ufnahme vu dr Sonde Galileo sin zwei grossi vulkanische Eruptione erchennbar. Die links am Horizont sichtbar het e Höchi vu 140 km, die ander (vergrösseret uf em undere Bildusschnitt) vu 75 km.

Dr Io ihri Oberflächi wiist so guet wie keini Impaktkrater uf, vilmeh isch si vu aktivem Vulkanismus prägt un ständige Veränderige underworfe. D'Io isch deshalb mit Abstand dr vulkanisch aktivśt Körper im ganze Sunnesystem.

Bi Eruptione werre flüssiger Schwäfel un Schwäfeldioxid mit Gschwindigkeite bis zue 1 km/s usgstosse, wo ufgrund vu dr gringe Schwerchraft bis in 300 Kilometer Höchi glange chänne. D'Materialie gheie zruck uf d'Oberflächi un bilde mächtigi Ablagerige in allene Farbschattierige vum Schwäfel.

Dr Vulkanismus isch erśtmols 1979 uf śpektakuläre photographische Ufnahme vu dr Ruumsonde Voyager 1 nochgwiise worre, wo sinerzitt grosses Ufsähne erreggt hänn, wil säll die erst Entdeckig vu aktivem Vulkanismus uf eme andere Himmelskörper wie dr Erde gsi isch. D'Eruptione variiere zimli śtarch. Scho yber e Zittrum vu bloss vier Munät, wo zwische dr Achunft vu Voyager 1 un Voyager 2 vergange gsi sin, het mer feśtśtelle chänne, dass Eruptione im e bestimmte Beriich zum Erlige chu sin, während an andere Stelle nöii agfange gha hänn. D'Ablagerige rund um die vulkanische Krater hän sich ebefalls dütlich veränderet gha.

Dur dr Vergliich mit dr 20 Johre später ufgnummene Bilder vu dr Galileo-Sonde isch erchennbar, dass die permanente Vulkanusbrüch d'Oberflächi vu dr Io dur Ablagerige vu usgworfenem Material śtändig verändere. D'Io wiist die durgängig geologisch jüngst Oberflächi im Sunnesystem uf. Ihr Alder wird uf öppe 10 Millione Johr gschätzt. Dorum sin au chum Ischlagskrater z'erchenne, wil sälli dur die geologische Prozesse igebnet werre.

Die vulkanisch Aktivität wird dur Gezittechräfte verursacht, wo dr Mond regelrecht durchknätte un dodurch ufheize. Ällei d'Gezittechräfte vum Jupiter uf d'Io sin meh wie 6000-mol śtärcher wie sälli vum Erdmo. Die zuesätzliche Gezittechräfte vu Europa un Ganymed lige no immer in dr Grösseornig vu dene vum Mo uf d'Erde. Dur die bunde Rotation vu dr Io isch aber nit die absolut Śtärchi vu dr Gezittechräfte vum Jupiter entschidend, sundern bloss ihri Änderig. D'Io wird dur e Resonanzeffekt mit dr Mönd Europa un Ganymed, dene ihri Umlaufzitte im Verhältnis 1:2:4 zueenander stehn, uf e liicht elliptischi Bahn um dr Jupiter zwunge, sodass d'Variation vu dr Gezittekräft vum Jupiter ällei dur d'Variation vum Abstand noch 1000-mol so gross isch wie dr Ifluss vu dr Gezittewirkig vum Mo uf d'Erde (- obwohl d'Iobahn vergliche mit dr Mobahn um d'Erde e fast perfekti Chreisbahn isch). Dur die elliptisch Umlaufbahn schwankt dr Jupiter us dr Sicht vu eme Beobachter uf dr Io während eim Umlauf am Himmel zuesätzli liicht hi un her. Ufgrund vum relativ gringe Abstand zum Jupiter füehrt säll zue periodische Deformatione vu bis zue 300 Meter. Die entsprechende Deformatione vu dr Erde dur dr Mo betrage lediglich 20 bis 30 Zentimeter.

Oberflächestrukture

In dr Io ihri Oberflächi het e Alder vu höchschtens wänige Millione Johr un isch permanente Veränderige underworfe. Si isch im Wesetliche sehr ebe mit Höcheunderschide vu wäniger wie eim Kilometer, aber es git au Berg vu bis zue nün Kilometer Höchi, wo nit vu vulkanischem Ursprung sin und vermutli dur tektonischi Prozesse entstehn. Vergliiche vu dr Bilder vu dr Voyager-Sonde un vu dr 20 Johr jüngere Bilder vu dr Galileo-Sonde dütte au uf schnelli Verfallsprozesse hi, wo scho in dem geologisch extrem churze Zittrum sichtbar sin.

Die markantischte Strukture vu dr Oberflächi sin aber hunderti vu vulkanische Caldere, wo im Durchmesser bis zue 400 Kilometer gross un deilwiis mehreri Kilometer dief sin. Denäbe git's au zahlrichi Seä us gschmolzenem Schwäfel. D'Ablagerige vum Schwäfel un sinene Verbindige wiise e breits Śpektrum an Farbtön uf, wo dem Mond e ugwöhnlich bunts Erschinigsbild verleihe düen.

Witterhi erstrecke sich Lavaflüss vu ere nidrigviskose (also dünnflüssige) Flüssigkeit yber mehreri hundert Kilometer hiweg. Uswertige vu dr Voyagerdate hän vermuete lo, dass d'Lavaflüss yberwigend us Schwäfel- un Schwefelverbindige zsämmegsetzt sin. Degege zeige erdgstützti Infrarotundersuechige so gnennti Hot Spots mit Temperature bis zue 2.000 K. Des isch vil z'heiss fer gschmolzene Schwäfel - un ybrigens au heisser wie jedi bekannti irdisch Lava. Möglicherwiis beśtehn die Lavaflüss us gschmolzene Silikate. Aktuelli Beobachtige vum Hubble-Weltruumteleskop wiise druf hi, dass säll Material riich an Natrium isch.

Tektonik

Die śtarch inner Erwärmig dur d'Gezittechräfte het Uswirkige uf d'Tektonik vu dr Io. Mer nimmt e Chruste vu numme 20 km Dicki a, mit grosse Becke wo vornähmlich mit Schwäfel un sine Verbindige gfüllt sin un numme e dünni, feśti Oberflächi hän, sowie Regione, wo die silikatisch Chruste bis an d'Oberflächi reicht un au nit-vulkanischi Berg bildet.

D'Chruśte isch fer plattetektonischi Prozesse wie uf dr Erde wohrschinlich z'dünn, so dass die inner Wärmi dur die obe erwähnte Hot Spots abgfüehrt wird.

Nomenklatur vu dr Oberflächi

Die latinisch Nomenklatur fer d'Io-Oberflächi bedient sich us Firgottheite us verschidene Mythologie fer d'Nämme vu dr einzelne Formatione.

Mer underschiidet:

eruptivi Zentre, wo uf Vulkangötter daift sin (engl. plume vu lat. pluma fer Federbusch)
catena - e catena isch e Chette us Vulkankrater
fluctus - e fluctus isch e grosse Lavastrom
mensae - e mensa isch e Dafelberg
montes - e mons isch e Berg
paterae - e patera isch e flachi, vulkanischi Caldera
plana - e planum isch e Plateau
regiones - e regio isch e grössers Gebiit mit verschidene andere Formatione
tholi - e tholus isch e Hüegel

Lueg au:

Atmosphäri

D'Io besitzt e usserśt dünni Atmosphäri vu 120 Kilometer Höchi, wo sich us Schwäfeldioxid un möglicherwiis Śpure vu andere Gase zämmesetzt. Dr "Luftdruck" isch im Beriich vu numme e baar Mikrobar. Die 700 Kilometer hoch riichend Ionosphäri beśtoht us Schwäfel-, Sürstoff- un Natriumione. Si wird dur die vulkanisch Aktivität śtändig ernöieret, so dass dr Deilliverlust dur d'Wexelwirkig mit dr Magnetosphäre vum Jupiter usgliche wird.

Magnetfeld

D'Io beweggt sich uf ihrer Bahn dur's śtarch Magnetfeld vum Jupiter, wodur elektrischi Śtröm induziert werre. Debi werre rund 1.000 Gigawatt mit eme Śpannigspotential vu 400.000 Volt erzügt. Under dene Bedingige werre Atome in dr obere Atmosphäri ionisiert un in dr Weltruum gschlüderet. D'Io verliert so Partikel mit ere Masse vu einige Tonne pro Sekunde.

D'Ione bilde längs vu dr Io-Bahn e Torus um dr Jupiter, wo im infrarote Liecht intensiv lüchte duet. Partikel, wo dur dr Sunnewind us em Torus furtgrisse werre, chönnte mitverantwortlich fer im Jupiter si ugwöhnlich usdehnti Magnetosphäre si.

Date vu dr Sonde Galileo len druf schliesse, dass d'Io e eiges Magnetfeld besitzt.

D'Position vu dr Io beiflusst sehr śtarch d'Emission vu Radiowelle, wo vum Jupitersystem abgśtrahlt werre. Wenn d'Io vu dr Erde us in beśtimmte Winkel sichtbar isch, śtigt d'Intensität vu dr uf dr Erde gmessene Radiostrahlig dütli a.

D'Io in dr Science fiction

D'Io śpilt e wichtigi Rolle im Buech un im Film 2010 – Das Jahr, in dem wir Kontakt aufnehmen vum Arthur C. Clarke
Dr Peter Hyams, Regisseur vu 2010, macht d'Io zum Ort vu ere Minekoloni im Film Outland - Planet der Verdammten mit em Sean Connery in dr Hauptrolle. D'Io spilt allerdings anderśt wie in 2010 bloss e usdüschbari Kulisse fer dr Plot.

Literatur

Lexikon der Astronomie in 2 Bänden, Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg, Berlin, Oxford, ISBN 3-86150-145-7
Der NASA-Atlas des Sonnensystems, Knaur, ISBN 3-426-66454-2
Dirk N. Lorenzen, Raumsonde Galileo, Franckh-Kosmos-Verlagsgesellschaft, ISBN 3-440-07557-5
David McNab, James Younger, Die Planeten, C. Bertelsmann, ISBN 3-570-00350-7
David Morrison, Planetenwelten, Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg, Berlin, Oxford, ISBN 3-86025-127-9
Planeten und ihre Monde, Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg, Berlin, Oxford, ISBN 3-922508-46-4