Io è il più interno dei satelliti galileiani, posizionato tra Tebe e Europa ed è il quinto satellite che si incontra a partire dall'interno. Io orbita intorno a Giove ad una distanza di 421 800 km dal centro del pianeta e a 350 000 km dalla sommità delle sue nubi; impiega 42,456 ore per completare la sua orbita, il che implica che una buona parte del suo movimento può essere rilevata durante una singola notte di osservazioni. È in risonanza orbitale 2:1 con Europa e 4:1 con Ganimede. Questa risonanza contribuisce a stabilizzare l'eccentricità orbitale di 0,0041 che a sua volta costituisce la fonte principale di calore per la sua attività geologica. Senza questa eccentricità, l'orbita di Io sarebbe circolare, riducendo così la sua attività geologica in seguito alla stabilizzazione mareale. Come gli altri satelliti di Giove e la Luna terrestre, la rotazione di Io è in sincronia con il suo periodo orbitale e pertanto il satellite mostra sempre la stessa faccia a Giove.
Io
Le eruzioni su Io assomigliano piu’ a dei geyser che a delle esplosioni vere e proprie.
Il materiale rilasciato e’ zolfo probabilmente. Ci sono zone bianche di anidride solforosa. Non c’e’ acqua su Io. L’attività vulcanica è data dai moti mareali con Giove e forse
dall’interazione con il suo campo magnetico.
A differenza della maggior parte dei satelliti del sistema solare esterno, composti prevalentemente da un mix di ghiaccio d'acqua e silicati, Io sembra presentare una composizione analoga a quella dei pianeti terrestri, composti in prevalenza di rocce silicee fuse.
Io ha una densità di 3,5275 , più alta di qualsiasi luna del sistema solare e significativamente più elevata rispetto a quella degli altri satelliti galileiani e superiore alla densità della Luna. I modelli di Io basati sulle misurazioni delle Voyager e della Galileo suggeriscono che il suo interno è
differenziato tra una crosta e un mantello ricchi di silicati un nucleo di ferro o di ferro e zolfo fusi.Il
nucleo di Io costituisce circa il 20% della sua massa totalee, a seconda della quantità di zolfo
presente, il nucleo ha un raggio compreso tra 350 e 650 km se fosse composto quasi interamente da ferro, o tra 550 e 900 km per un nucleo costituito da una miscela di ferro e zolfo.
Immagine scattata dalla sonda
New Horizons
durante il suo viaggio verso Plutone
Nel 2007.
Eruzione del Vulcano Tvashtar su Io
(la piuma e' alta circa 330 km).
Io gioca un ruolo significativo nel modellare il campo magnetico gioviano, agendo come un generatore elettrico che può sviluppare una corrente elettrica di 3 milioni di ampere, rilasciando ioni che rendono il campo
magnetico di Giove due volte di quello che sarebbe senza la presenza di Io. La
magnetosfera di Giove investe i gas e le polveri della sottile atmosfera di Io ad una velocità di 1
tonnellata al secondo.Questo materiale,
proveniente dall'attività vulcanica di Io, è in gran parte composto da zolfo ionizzato e atomico, ossigeno e cloro. La materia, a seconda della sua composizione e
ionizzazione, confluisce in diverse nubi neutre (non ionizzate) e in fasce di radiazione della magnetosfera di Giove e, in alcuni casi, vengono espulse dal sistema gioviano.
Il materiale che sfugge dall'attrazione gravitazionale di Io va a formare un toro di plasma che si divide sostanzialmente in tre parti: la parte esterna, più calda, si trova appena fuori dell'orbita di Io; più
internamente si trova una estesa composta da materiali neutri e da plasma in raffreddamento, situata a circa la stessa distanza di Io da Giove, mentre la parte interna del toro è quella più "fredda", composta da particelle che stanno lentamente spiraleggiando verso Giove.
L'interazione tra l'atmosfera di Io, il campo magnetico di Giove e le nubi delle regioni polari del gigante gassoso producono una corrente elettrica conosciuta come tubo di flusso di Io, che genera aurore sia nelle regioni polari di Giove che nell'atmosfera di Io. L'influenza di Io ha una forte ripercussione anche sulle
emissioni radio provenienti da Giove e dirette verso la Terra: quando infatti Io è visibile dal nostro pianeta, i segnali radio aumentano considerevolmente.
Europa
Anche se principalmente roccioso Europa e’ ricoperto di uno strato molto liscio di acqua ghiacciata.
Europa
Sulla superficie di Europa si vedono vulcani di acqua ed un network di canali. Si suppone che sotto la crosta ghiacciata vi sia un oceano con forse organismi monocellulari.
Con un diametro di poco superiore a 3100 km, Europa è leggermente più piccola della Luna, è il sesto satellite più grande e il quindicesimo oggetto più grande del sistema solare. Anche se è il meno massiccio dei satelliti galileiani, è comunque più massiccio di tutte le lune più piccole messe assieme del sistema solare. La sua densità
suggerisce che è simile in composizione ai pianeti terrestri, essendo prevalentemente composto di silicati.
Secondo le teorie comunemente accettate, Europa possiede uno strato di 100 km di acqua, in parte sotto forma di ghiaccio nella crosta superficiale, mentre sotto di essa si troverebbe uno strato di acqua liquida.
L'oceano sotterraneo potrebbe essere composto di acqua salata ed avere una temperatura prossima allo
zero centigrado;si tratterebbe quindi di condizioni ambientali favorevoli allo sviluppo di forme di vita
elementari.
Ad avvalorare questa ipotesi c'è l'analisi dei dati magnetometrici rilevati dalla sonda Galileo, che ha mostrato che a una profondità compresa tra i 5 e 20 chilometri, esiste uno strato di materia che conduce elettricità. Le variazioni magnetiche osservate sono possibili perché Europa orbita intorno a Giove
immersa nel vasto campo magnetico del pianeta. Questo induce una corrente elettrica in uno strato conduttore prossimo alla superficie del satellite, corrente che a sua volta genera un campo magnetico secondario. Un'altra prova che suggerisce la presenza di un oceano sotto la superficie è la apparente rotazione di 80° della crosta, che sarebbe improbabile se il ghiaccio fosse saldamente attaccato al
mantello. La presenza di acqua nel sottosuolo di Europa è stata data per certa dopo le osservazioni del Telescopio spaziale Hubble che rivelarono getti d'acqua fuoriusciti da crepe superficiali e scagliati fino ad un'altezza di 200 km. Questi enormi geyser sarebbero causati dallo stress mareale presente nell'interno
Ma quanto e’ spessa la crosta di ghiaccio ? L’argomento e’ dibattuto, la maggior parte pensa che possa essere molto spessa (30 km e piu’).
Altri sostengono invece una crosta molto sottile (200 m) ma questa ipotesi sembra essere
in contrasto con studi riguardanti la superficie.
Nel 2013 e con conferme
nel Settembre 2016, l’Hubble space telescope ha mostrato evidenza per piume di
acqua (alte circa 20 volte l’everest) su Europa.
Questo produrrebbe
una conferma per l’oceano sotto europa.
Inoltre per identificare la possibile presenza di vita basterebbe passare sopra questi geyser senza dover entrare sotto la crosta.
L’unico satellite nel sistema solare che mostra questi Geysers e’ Encelado (luna di Saturno).
Ganimede
E’ il satellite più grande del sistema solare ed è più
grande di mercurio. Ha due zone:
- Terreno scuro (con molti crateri) piu’ antico.
- Terreno chiaro (con meno crateri) piu’ giovane.
I crateri più giovani hanno
zone bianche di acqua ghiacciata. Ganimede possiede un campo magnetico come Mercurio
Ganimede
La superficie scura presenta come delle «rughe» e molti crateri.
La superficie chiara ha degli incavi lunghi anche centinaia di chilometri. Si vede come del ghiacchio che e’ fuoriuscito da piccoli crateri.
In pratica Ganimede si pensa avere un nucleo metallico di circa 500 km circondato da ghiaccio con spessore di 800 km. Ci potrebbe essere anche dell’acqua liquida anche se Ganimede è lontano da Giove e gli effetti di marea potrebbero non riscaldare il suo interno.
Callisto
Ha una superficie di ghiaccio «sporco». Non c’e’ segno di attività geologica. Possiede un campo magnetico che varia lungo l’orbita:
Questo potrebbe suggerire un oceano sotto la crosta.
Tuttavia è troppo freddo per avere acqua liquida. C’e’ ammoniaca che serve come anticongelante ?
Callisto
I crateri di circa 1 Km su Callisto non ci sono, mentre ci sono su Ganimede. Perché ?