Jupitermond Io

Jupitermond Io

Entdeckung

Ios Entdeckung wird dem italienischen Gelehrten Galileo Galilei zugeschrieben, der im Jahre 1610 sein einfaches Fernrohr auf den Jupiter richtete. Die vier großen Monde Io, Europa, Ganymed und Kallisto werden daher auch als Galileische Monde bezeichnet.

Benannt wurde der Mond nach Io, in der griechischen Mythologie eine Geliebte des Zeus (Zeus entspricht dem römischen Jupiter). Obwohl der Name Io bereits kurz nach der Entdeckung von Simon Marius vorgeschlagen wurde, konnte er sich über lange Zeit nicht durchsetzen. Erst in der Mitte des 20. Jahrhunderts kam er wieder in Gebrauch. Vorher wurden die Galileischen Monde üblicherweise mit römischen Ziffern bezeichnet und Io war der Jupitermond I.

Wie alle Trabanten im Sonnensystem mit Ausnahme des Erdmonds verfügt Io über kein offizielles Astronomisches Symbol oder eines, das allgemein verwendet wird.

Die Galileischen Monde sind so hell, dass man sie bereits mit einem Fernglas beobachten kann.

Umlaufbahn und Rotation

 
Kinematisches Schema der Bahnresonanzen von Io mit Europa und Ganymed

Io umkreist Jupiter in einem mittleren Abstand von 421.600 Kilometern in 1 Tag 18 Stunden und 27,6 Minuten. Die Bahn weist eine numerische Exzentrizität von 0,004 auf und ist um 0,04 Grad gegenüber der Äquatorebene des Jupiter geneigt.

Io rotiert in 1 Tag 18 Stunden und 27,6 Minuten um die eigene Achse und weist damit, wie der Erdmond und die übrigen Galileischen Jupitermonde, eine gebundene Rotation auf.

Physikalische Eigenschaften

Io besitzt einen mittleren Durchmesser von 3643,2 Kilometern und hat eine relativ hohe Dichte von 3,56 g/cm3. Sie weist damit eine etwas höhere Dichte und einen etwas größeren Durchmesser als der Erdmond auf.

Im Gegensatz zu den anderen Galileischen Monden findet sich auf Io so gut wie kein Wasser. Dies könnte darauf zurückzuführen sein, dass Jupiter in der Frühzeit seiner Entstehung hohe Temperaturen aufwies, die Wasser und andere flüchtige Stoffe auf dem innersten Mond entweichen ließen.

Ios Albedo beträgt 0,61, das heißt, 61 % des einfallenden Sonnenlichts werden von der Oberfläche reflektiert. Die Oberflächentemperatur beträgt im Durchschnitt –143 °C.

Vor den Missionen der unbemannten Raumsonden war die Wissenschaft davon überzeugt, dass die Galileischen Monde von Kratern übersäte Körper ähnlich dem Erdmond seien. Anhand der Anzahl und Verteilung der Krater sollten Rückschlüsse auf das Alter der Monde gezogen werden. Als die Sonden Voyager 1 und Voyager 2 erstmals detaillierte Aufnahmen zur Erde sandten, war man überrascht, dass die Monde ein gänzlich anderes Aussehen zeigten. Der Grund hierfür ist bei Io der bis dahin unbekannte Vulkanismus.

Oberfläche

 
Tupan Patera, ein vulkanischer Schlot von 75 km Durchmesser, gefüllt mit flüssigem Schwefel (Galileo)

Ios Oberfläche hat ein Alter von nur wenigen Millionen Jahren und ist permanenten Veränderungen unterworfen. Sie ist im Wesentlichen sehr eben, mit Höhenunterschieden von weniger als einem Kilometer, aber es gibt auch Berge von bis zu neun Kilometern Höhe, die nicht vulkanischen Ursprungs sind und vermutlich durch tektonische Prozesse entstehen. Vergleiche der Bilder der Voyagersonden und der 20 Jahre jüngeren Bilder der Galileo-Sonde deuten auch auf schnelle Verfallsprozesse hin, die bereits in diesem kurzen Zeitraum sichtbar sind.

Die markantesten Strukturen der Oberfläche sind jedoch hunderte vulkanischer Calderen, die im Durchmesser bis zu 400 Kilometer groß und teilweise mehrere Kilometer tief sind. Daneben gibt es auch zahlreiche Seen aus geschmolzenem Schwefel. Die Ablagerungen von Schwefel und seinen Verbindungen weisen ein breites Spektrum an Farbtönen auf, die dem Mond ein ungewöhnlich buntes Erscheinungsbild verleihen.

Weiterhin erstrecken sich Lavaflüsse einer niedrigviskosen Flüssigkeit über mehrere hundert Kilometer hinweg. Auswertungen der Voyagerdaten ließen vermuten, dass die Lavaflüsse überwiegend aus Schwefel und Schwefelverbindungen zusammengesetzt sind. Dagegen zeigen erdgestützte Infrarotuntersuchungen sogenannte Hot Spots mit Temperaturen bis zu 2000 K. Dies ist viel zu heiß für geschmolzenen Schwefel. Möglicherweise bestehen die Lavaflüsse aus geschmolzenen Silikaten. Aktuelle Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops weisen darauf hin, dass das Material reich an Natrium ist.