Io (satélite)

 Nota: Se procura outros significados de IO/Io, veja IO (desambiguação).

Io
Satélite Júpiter I
Características orbitais
Circunferência orbital	0,018 UA
Excentricidade	0,0041
Período orbital	1,769137786 d
Velocidade orbital média	17,334 km/s
Inclinação	0,05 °
Características físicas
Diâmetro equatorial	3642,6 km
Área da superfície	41 910 000 km²
Volume	2,53×1010 km³
Massa	8,9319×1022 kg
Densidade média	3,528 g/cm³
Gravidade equatorial	0,183 g
Período de rotação	1 d 18 h 23 min 23 s (rotação síncrona)
Velocidade de escape	2,6 km/s
Albedo	0,63
Temperatura	média: -143 ºC mínima: -183 ºC máxima: 1727 ºC
Composição da atmosfera
Pressão atmosférica	vestígios
Dióxido de enxofre	90%

Io é uma das quatro grandes luas de Júpiter, conhecidas como Luas de Galileu em honra ao seu descobridor Galileu Galilei.

Io é ligeiramente maior que a lua, é também a quarta maior lua do sistema solar, logo a seguir a Ganímedes, Titã e Calisto (duas destas três são também luas de Galileu em Júpiter).

Mesmo com o seu tamanho algo modesto e apesar de estar localizado num local frio do sistema solar, Io é descrita como o que existe em todo o sistema solar como o mais próximo do conceito de inferno, devido à actividade vulcânica extrema. Assim, é o mundo mais vulcânico do Sistema Solar, onde os vulcões atingem temperaturas elevadíssimas à volta dos 1700 graus célcius, logo mais quentes que os vulcões da Terra (acredita-se que os vulcões nos primórdios da Terra também atingiam estas temperaturas).

Io tem a maior concentração vulcânica do sistema solar que aliada aos compostos de enxofre libertados durante as erupções, Io parece um mundo de diferentes cores: branco, vermelho, laranja, amarelo e preto.

Esses mesmos vulcões expelem matéria e gases a várias centenas de quilómetros de altura. Devido à fraca gravidade, alguma dessa matéria escapa para o espaço formando um toro ao redor de Júpiter.

Mitologia

Ver artigo principal: Io (mitologia)

O nome desta lua, provém de Io, que na mitologia grega era uma das paixões de Zeus (que corresponde ao deus romano Júpiter. Apesar do nome ter sido primeiramente sugerido por Simon Marius, só no século XX é que o seu uso tornou-se corrente. Até então era conhecido pela denominação em numeração romana Júpiter I.

Na mitologia, Io era uma ninfa pela qual Zeus (Júpiter) se apaixonou. A mulher de Zeus, Hera (Juno na mitologia romana) metamorfoseou-a em vaca e encarregou o boieiro Argo de vigiá-la. Zeus ordenou Hermes (Mercúrio) que roubasse Io a Argo. Hermes só consegui depois de ter adormecido Argo ao som da flauta de Pã, tendo-o matado em seguida. Hera deu á sua ave consagrada, o Pavão, os cem olhos de Argo para que o fantasma do boieiro continuasse a perseguir a virgem-novilha Io.

História de observação e exploração

A lua Io foi descoberta a 7 de Janeiro de 1610 por Galileu através do recém-inventado telescópio. Io apresenta-se no céu nocturno com 5.0 de magnitude.

Contudo, alguns dizem que Simon Marius foi o verdadeiro descobridor. Este publicou a sua descoberta no seu trabalho de 1614 «Mundus Jovialis», onde se revela que teria descoberto as luas uma semana antes de Galileu, no final de 1609. Contudo Galileu duvidava desses factos e catalogou o trabalho de Marius como plágio.

Imagem de Io e Júpiter tiradas a partir da Terra por um astrónomo amador.

Impressão artística da aproximação da sonda galileo a Io.

Em meados do século XX, observações feitas sugeriram que a regiões polares de Io eram avermelhadas. Com a passagem das sondas Pioneer na década de 1970 pouco se descobriu sobre Io, e apenas uma imagem adequada foi obtida pela Pioneer 11. Já a Pioneer 10 não consegui obter nenhuma imagem devido à radiação de Júpiter. E, na imagem da Pioneer 11, a região polar apresentava-se alaranjada que contrastava com equador esbranquiçado. Nesta altura, já se sabia que Io tinha atmosfera se bem que pouco densa.

Nas observações feitas a partir da Terra, os astrónomos verificaram que Io era bastante estranho. Em 1974, apontou-se que Io estava rodeado de uma neblina amarelada de átomos de sódio. De facto, parecia viajar através de uma ténue neblina que cobria a sua órbita cercando Júpiter. Presumia-se, na altura que Io fosse a fonte dessa neblina, se bem que ninguém conseguisse explicar a origem.

Quando a sonda Voyager 1 enviou as primeiras imagens nas proximidades de Io em 1979, os cientistas esperavam encontrar numerosas crateras. Contrariamente a todas as expectativas, Io quase que não tinha crateras. Na verdade, tinha uma actividade vulcânica tão intensa que os sinais de crateras de antigas colisões desapareceram por completo.

Assim, foi com grande surpresa que se descobriram vulcões activos em 1979 nas fotos tiradas pelas sondas que sobrevoaram o planeta. Desta forma, Io tornou-se num mundo curioso e entrou para a cultura popular em livros, filmes, jogos ou vídeos de música; e é descrito em obras de ficção cientifica como «2010: Odisseia Dois» de Arthur C. Clarck (1984) ou no filme Outland de 1981.

Depois de ter chegado a Júpiter em 1995, só no final de 1999 é que a sonda Galileo sobrevoou Io, devido à lua estar muito próxima de Júpiter, assim as aproximações a Io foram guardadas para mais tarde na missão. A Galileo aproximou-se mais do que qualquer sonda, tirou melhores fotografias, observa vulcões em erupção e descobre que Io tem um núcleo de ferro, tal como os planetas telúricos do sistema solar interior.

Geologia planetária

Possível estrutura interna de Io. O núcleo deverá ser metálico (ferro, níquel) mostrado a cinzento, envolto por uma concha rochosa (mostrada a castanho) que se estende até à superfície.

Arquivo:PIA02308.jpeg

Imagem com cor aproximadamente verdadeira tirada pela sonda Galileo.

Io possui um diâmetro médio de 3642,6 km e tem uma densidade relativamente alta de cerca de 3,56 g/cm³. Assim tem uma densidade algo maior e um diâmetro também algo maior que a Lua.

Diferentemente das luas do sistema solar exterior, Io apresenta-se mais parecido com os planetas telúricos como a Terra onde as rochas de silicatos são predominantes. Os dados da sonda Galileo sugerem que Io tem um núcleo de 900 km de diâmetro constituído por ferro e, possivelmente, com porções de pirita.

Este pequeno mundo tem uma luminosidade considerável, proveniente de alguns lagos que estão tão quentes ao ponto de se incandescerem, mas a maioria dessa luminosidade provém de descargas eléctricas entre Júpiter e Io.

Ao contrário das outras luas de Galileu, Io tem pouco ou nenhuma água. Isto deve-se provavelmente à evolução no início do sistema sola, Júpiter era quente o suficiente para afastar os elementos voláteis de perto de Io, mas não o suficiente para fazer o mesmo com as outras luas.

Topografia geral

A superfície ioniana está coberta por manchas brancas, vermelhas, cor-de-laranja, amarelas e negras, cores que têm origem na matéria sulfurosa (enxofre e dióxido de enxofre sólidos) a diferentes temperaturas libertada pela erupção azul dos seus vulcões. A região equatorial de Io é de tons laranja-escuro; os pólos são mais escuros e avermelhados.

Existem monhanhas escarpadas de origem não vulcânica com vários quilómetros de altura, planaltos formados por materiais em camada, e muitas caldeiras com aspecto irregular. Vários das características negras correspondem a pontos quentes e podem ser lava a fluir. Não existem muitas crateras de impacto, dado que os depósitos vulcânicos cobrem a superfície mais rapidamente que o número de grandes crateras causadas por asteróides e cometas.

Vulcanologia extrema

Os vulcões, descobertos pela Voyager, vertem enxofre sobre a superfície que aquece o planeta, com matéria em fusão proveniente do interior o que elimina da superfície qualquer rasto de gelo. E, é devido a estes vulcões que Io é notável, já que é o mundo mais activo do sistema solar em termos de vulcanismo.

Da mesma forma que os vulcões da Terra, os vulcões ionianos emitem enxofre e dióxido de enxofre. Originalmente, julgava-se que as correntes de lava eram constituídas por substâncias sulfurosas. Contudo, hoje pensa-se que são silicatos rochosos derretidos, tal como acontece na Terra. A Galileo detectou mais de 100 vulcões em erupção, e especula-se que deverão existir pelo menos trezentos.

A energia para este vulcanismo deriva de efeitos de maré gerados pela interacção de Io, Júpiter, Europa e Ganímedes. As três luas encontram-se em ressonância orbital (ressonância de Lapace) de forma a que Io orbita duas vezes por cada órbita de Europa, que em sua vez orbita duas vezes por cada órbita de Ganímedes; além disso, Io mantém sempre a mesma face virada para Júpiter. A interacção gravitacional de Europa, Ganímedes e Júpiter, causa que Io se estique e encolha por tanto como 100 metros, um processo que gera calor através de fricção interna.

As erupções vulcânicas e as caldeiras alteram-se rapidamente. O maior dos quais é Ra patera, que possui correntes de lava de 200 km de comprimento e uma caldeira de 50 km de diâmetro. Nas imagens da Voyager 1, o vulcão tinha um contorno em forma de coração, mas que se apresentava perfeitamente oval nas imagens da Voyager 2, o que revela a incrível variedade e variação das características da superfície.

A pluma do vulcão Pele, em erupção aquando a voyager 2 alcançou este indescritível mundo, subia cerca de 275 km, quatro meses depois da passagem da Voyager 1. Pele é, também, a característica mais marcante da lua.

Loki é um centro vulcânico mais poderoso do sistema solar e foi observado activo na passagem da Voyager 1 e já inactivo quando a Voyager 2 sobrevoou Io. Loki emite mais calor que todos os vulcões da Terra combinados. Prometeu é outro centro eruptivo significantivo em Io. Muitos destes vulcões são cercados por «halos» circulares toscos, presumivelmente de matéria ejectada; são também visíveis correntes de lava nas imagens captadas.

Tvashtar Catena é um conjunto de crateras vulcânicas, observada 10 meses depois de duas sondas terem observado uma erupção de uma pluma dantesca. As partes de depósitos escuros e claros que irradiam do centro da cratera vulcânica (ou patera), são remanescentes dessa mesma pluma.

A ausência de crateras, havendo registo de treze estruturas de impacto e 78 prováveis, sugere que a superfície seja regenerada por depósitos vulcânicos ao longo de um milhão de anos. As matérias expelidas dos vulcões em actividade escorrem ao longo das vertentes das montanhas vulcânicas elevando-se em jactos imensos para voltarem a cair sobre a paisagem policromática, cobrindo desse modo antigas crateras abertas pelo impacto de meteoritos.

Alguma das plumas vulcânicas com material ejectado da superfície de Io foram expelidas até mais de 300 km da superfície antes de voltarem a cair de volta, a uma velocidade de cerca um quilómetro por segundo. Os gases expelidos são lançados a velocidades de 1500 a 3200 quilómetros horários e as nuvens de cinza até 150 a 300 quilómetros de altura.

Tvashtar é uma cadeia de crateras vulcânicas que ficou conhecida depois de uma erupção de uma pluma vulcânica gigantesca. A pluma atingiu 385 km de altura e que cobriu 700 km de terreno circundante. Tvashtar entrou em erupção em variados estilos ao longo de quase dois anos: uma cortina de lava com 50 km na patera central; um gigantesco rio de lava ou uma erupção de um lago de lava na patera gigante da esquerda; e uma erupção de uma pluma gigante que se julgava que alteraria a topografia regional, mas que só fez alterações a nível local.

Em fevereiro de 2001, as maiores erupções vulcânicas já registadas no sistema solar tiveram lugar em Io.

De notar que os vulcões ionianos não produzem montanhas vulcânicas. A lava é bastante fluída e forma pequenos montes levemente inclinados chamados de vulcões-escudo.

Lagos e fontes de lava

As caldeiras ionianas são circulares, profundas e tendem a ser maiores que as encontradas na Terra. Muitas destas caldeiras têm material escuro líquido no seu interior, indicando a presença de lava muito quente e fresca.

Acredita-se que a caldeira de Pele está coberta por lava líquida coberta por uma crusta arrefecida de lava flutuante. Este lago de lava está confinado à zona escura da caldeira que cobre uma área de cerca de 15 por 19 quilómetros.

Loki possui uma caldeira enorme e continuamente inundada de lava. As altas temperaturas registadas na parte ocidental da caldeira levam a acreditar que Loki também seja um lago de lava activo com material derretido por debaixo da crusta.

As pateras são centros vulcânicos semelhantes a caldeiras, mas diferentes do que é encontrado na Terra ou no resto do sistema solar. Observações feitas pelas sondas, indicam que estes centros vulcânicos podem ter origem em fracturas e movimentos da crusta. Chaac Patera é um desses centros e tem cerca de 2,8 km de profundidade, ou seja, o dobro do Grand Canyon nos Estados Unidos.

As fontes de lava são originadas a partir de material eruptivo ejectado de uma fissura e encontram-se na região de Tvashtar. Esta fonte atira matéria derretida a 1,5 km de altura produzindo um espectáculo visual luminoso e escaldante já que pode atingir 1327 graus célcius

Atmosfera e clima

A fina atmosfera de Io é composta por dióxido de enxofre (SO₂) e vestígios de outros gases. As sondas pioneer mostraram que Io possui uma atmosfera pouco espessa, com a densidade de cerca 1/20 000 da Terra, apesar das grandes quantidades de gás ejectado pelos vários vulcões. A gravidade é tão baixa que a sua atmosfera se escapa, quase na sua totalidade, para o Espaço; no entanto esta tem 120 km de altura.

Estudos mostram que as regiões mais quentes, cobertas por fluxos de lava, alcançam temperaturas de até 1727 graus célcius; no entanto a temperatura média nesses locais é de cerca de 27 graus. Apesar disso, as temperaturas médias globais são muito mais frias, à volta dos 143 graus negativos. Pela noite, a temperatura desce até aos 184 graus, de tal modo que o SO₂ se deve condensar para formar uma espécie de geleia branca.

Para um mundo tão infernal, as temperaturas médias são muito baixas, isto deve-se à atmosfera ténue que não consegue reter o calor do sol e dos seus vulcões, assim que os gases são expelidos dos vulcões estes imediatamente começam a congelar e condensar.

A ionosfera a 700 km de altura consiste de iões de enxofre, oxigénio e sódio. E, é constantemente renovada pela actividade vulcânica, para que a perca de partículas seja compensada devido ao efeito da magnetosfera de Júpiter, logo equilibrando-a.

A nuvem de sódio que é formada é a mais facilmente visível, cuja origem é desconhecida, dado que não foi detectado sódio na superfície de Io.

Outra fonte para a energia de IO é que esta lua atravessa as linhas do campo magnético de Júpiter, gerando uma corrente eléctrica. Apesar de não ser uma fonte significativa quando comparada com o aquecimento por efeito de maré, pode levar mais de 1000 gigawatts com um potência de 400 kilovolts. E, também retira átomos ionizados de Io a cerca de mil quilogramas por segundo. Devido à rápida rotação do campo magnético de Júpiter, estas partículas formam um toro de radiação intensa à volta de Júpiter que brilha intensivamente em luz ultravioleta. As partículas que escapam deste toro são parcialmente responsáveis pela invulgar e grande magnetosfera de Júpiter. Dados recentes da Galileo mostram que Io pode ter o seu próprio campo magnético.

A localização de Io em respeito à Terra e Júpiter tem influência significativa nas emissões de rádio jovianas vistas da Terra: Quando Io está visível, os sinais de rádio de Júpiter aumentam significativamente. Com a descoberto de cloro, pensa-se que o cloreto de sódio (o sal de mesa) possa existir em Io e que este possa ter alguma influência no vulcanismo extremo observado nesta lua.

A origem do sal também não é conhecida, mas pensa-se possa ser o resultado de reacções químicas na atmosfera ou até existir em rios subterrâneos que alimentem os vulcões que por sua vez transportam esse sal dissolvido.

ligações externas

• Todo o Céu: Io
• Vistas do Sistema Solar: Io