|
|
|||||||||||||||||||||
Caractéristiques |
|
découvert par |
Simon Marius et Galiléo Galilée |
Année de la découverte |
1610 |
Masse |
8,94.1019 tonnes |
rayon à l'équateur |
1 815 km |
densité |
3,55 g/cm3 |
distance au centre de Jupiter |
421 900 km |
vitesse orbitale |
17,34 km/s |
Vitesse de libération |
2,56 km/s |
période orbitale |
1,769138 jours terrestres |
Forces de gravitation
Io possède un volcanisme inconnu sur Terre, dû à l'action de la gravitation. Il est lié gravifiquement à Europe et Ganymède par la relation a+2b-3c = 180° avec a, b, c correspondant à l'axe moyen des 3 corps et qui donne ainsi naissance à un malaxage interne d'une puissance estimée à 70
000 gigawatts. C'est un fait unique d'interactions entre des astres différents. Les effets mécaniques qui en découlent ont conduit Io à avoir la forme d'un ellipsoïde, dont l'axe principal est dirigé vers Jupiter, avec une légère libration. Ce grand axe varie selon les distances à Jupiter. Il est donc maximal pour la distance la plus courte.La première des forces vient de sa rotation propre. Io est stabilisé sur une orbite synchrone de 42 h 28mn. Mais l'action d' Europe et Ganymède, accroît fortement les perturbations, qui déforment l'orbite et la rendent elliptique. De plus, étant sur des orbites valant 2 et 4 fois celle de Io, des résonances interviennent. C'est ainsi que l'intensité des forces gravitationnelles varie tout au long de son orbite, causant un malaxage avec évacuation de l'énergie par des caldeiras. Ce mécanisme entraîne un flux de surface égal à 2,5 watts/m² et qui est 250 fois supérieur à ce que pourrait transmettre une radioactivité interne et 30 fois supérieur à notre flux thermique.
Io ne possède pas de cratères d'impacts, sa surface étant en remodelage permanent estimé entre 0,1 et 1 cm/an. Ce qui explique la jeunesse de la surface qui peut être de quelques années seulement. Par contre il y a des centaines de caldeiras. Certaines cheminées peuvent atteindre 200 km de diamètre avec des parois hautes de 2 000 m.
La température de surface est de - 140 à - 180°C, sur le côté éclairé, de - 200 à - 210°C sur les pôles et de - 180°C côté nuit.
Sa très faible atmosphère soufrée, très hétérogène, suit la distribution des volcans. En moyenne elle est quasi inexistante (<1 nanobar). Mais cela n' empêche pas la création de vents soufflant à des vitesses supersoniques, par suite de grandes variations de pression. Des phénomènes de condensation et de sublimation existent entre la surface et l'altitude.
Des émissions d'atomes d'oxygène, de soufre, de sodium et de potassium ont été décelés dans l'atmosphère et pouvant s'étaler sur des distances égales à 2000 fois le rayon de Io. Ceci s'explique par la faible gravité et l' action de la magnétosphère de Jupiter. Les molécules s'échappent très facilement et forment un nuage autour de Io. Le rayonnement émis montre qu'environ une tonne de matière s'échappe par seconde. Mais ce n'est rien comparé aux milliers de tonnes par seconde éjectés par les volcans. Depuis sa création, Io a perdu ainsi, une épaisseur de plusieurs km.
L'émission continue d'atomes crée un tore de plasma qui entoure l'astre d'une façon permanente. Tournant à la vitesse de 57km/s, les particules de ce tore heurtent Io, surtout sur la face cachée (opposée à Jupiter), ce qui chauffe l'atmosphère et la modifie. Ces particules, piégées dans le champ jovien, sont dirigées vers les régions polaires de Jupiter où elles y produisent des aurores polaires.
Sous certains aspects, Io est comparable à notre satellite. Sa masse est de 89.1021 kg contre 73.1021 kg pour la Lune et sa distance de Jupiter (421 900 km) est presque identique à celle séparant la Terre de la Lune.
Voici donc les plus belles images du Système
solaire prises par la sonde Galiléo (décollage le 18-10- 89 ), en orbite autour du Jupiter depuis le 7-12- 95. Le satellite de Jupiter est appelé la "pizza" de l'espace par les scientifiques.
Voir aussi Jupiter et Io en grand format.
Nous apercevons, sur cette vue,
Io et son ombre
sur Jupiter. Il se trouve à
421 900 km
(environ distance Terre-Lune) du centre de Jupiter ou 300 0000 km du sommet des nuages
.
Son diamètre
de 3630 km
ne représente rien comparé aux 142 984 km
de son aîné.
Identique en taille à la Lune, il ne présente pas de cratères d'impacts. Le volcanisme intense remanie en permanence sa surface. Proche de Jupiter, il est dense et rocheux comme les planètes telluriques, tout comme Europe. Sa densité est de 3,55 g/cm³. Si Io était sur une orbite montrant toujours la même face à Jupiter, la hauteur des renflements ne varierait pas, mais les forces gravitationnelles exercées par les autres satellites, et notamment Europe, le plus proche, étirent la surface de Io. Il est engagé dans une lutte qui le tire d'un côté ou de l'autre. A chaque révolution sa surface se soulève de 100 mètres (contre 0,40 m sur Terre) et la distance Io - Jupiter varie de 1700 km. Cela provoque un échauffement important et crée le volcanisme. Tous les matériaux que l'on observe sont âgés de moins de 1 million d'années.
Panaches et éruptions
Les volcans les éjectent à plus de 300 km d'altitude, et ils recouvrent la surface sur une épaisseur de 100 mètres. Des geysers de matières en fusion propulsent les matériaux à des centaines de km de haut à la vitesse de 3 fois le mur du son (1km/s). Chaque année des dizaines de milliards de tonnes de lave recouvre Io.
Par
suite de sa faible gravité (diamètre voisin de celui de la Lune), les panaches
s'étalent en imposantes ombrelles de 300 km de hauteur et
permettent de déposer des anneaux circulaires de matière, pouvant atteindre 1400 km de diamètre.
VOYAGER 1 a enregistré 8 éruptions majeures simultanées, lors du
survol de mars 1979, dont 2 montraient des panaches de dioxyde de soufre s'élevant à 200
km d'altitude. Lorsque Voyager 2 survola Io, 4 mois plus tard, 6 étaient toujours en
activité.
La sonde Galiléo a permis de découvrir une structure interne en 2 parties: une couche de roches pétries par les effets de marée entourant un énorme cœur de fer de 1800 km qui génère son propre champ magnétique. Il fait partie des corps possédant un champ magnétique autonome. C'est une découverte fondamentale. L'intérieur de Io est en fusion et cela provoque des éruptions volcaniques qui font passer tout l'intérieur à l'extérieur. La possibilité d'un océan de soufre a été envisagé, car il fond à 112°C.
Une partie de la matière éjectée forme un tore de plasma autour de la planète géante. En se déplaçant le long des lignes de force du puissant champ magnétique, les particules chargées de ce tore sont affectées par le déplacement de Io et cela module les signaux radio. Io est attaché par un cordon ombilical magnétique dont le courant est évalué à 5 millions d'ampères et fournit une puissance de 2,2.1012 watts.
Vue globale
Galiléo a fourni des images en haute résolution. Cette vue, ci-dessous, a été prise le 7 septembre 1996 à 908 000 km de Jupiter et à 487000 km de Io. Nous voyons la face
de Io toujours tournée vers Jupiter. Les couleurs sont composées des données prises dans le proche infra-rouge, le vert et le violet. Cela correspond au spectre du visible. On remarque la richesse de couleurs et de brillance. Le blanc et le rouge brillant correspond à des éjections récentes, quelques années. Le filtre du proche infra-rouge rend l'atmosphère de Jupiter, bleue, d'où la couleur de fond.Le volcan en activité, Prométhée, est visible près du centre droit. Les scientifiques ont remarqué beaucoup de changement depuis les survols des sondes Voyager, il y a 17 ans. Le volcan se serait déplacé de 80 km. L'anneau brillant à un diamètre de 300 km.
Les laves soufrées, qui percent la croûte de 50 km de Io, sont les plus chaudes du Système Solaire avec 1 600 degrés. Le magma, riche en silicate et magnésium, continuellement malaxé par les forces de marées de Jupiter, Europe et Ganymède explique ce phénomène. Pour mémoire les laves terrestre ne s'élèvent qu'à 1300°C. Nous voyons des centaines d'orifices volcaniques noirs, criblant la surface.
Projection Mercator
Ci-dessous, sur cette projection Mercator, les plaines volcaniques de Io ont été photographiées par Voyager 1 et couvrent une surface qui s'étend de 60° de latitude Nord à 60° de latitude Sud et de 100 à 345° de longitude. De nombreuses caldéras, de flots de laves et d'éruptions volcaniques sont visibles. La composition des plaines volcaniques et des flots de laves n'a pas été déterminée, mais peut être constituée essentiellement de soufre avec du givre de dioxyde de soufre ou de silicates (tel que le basalte) incrustés avec du soufre et des condensés de dioxyde de soufre. Les taches blanchâtres brillantes, sont probablement de dépôts de givre de dioxyde de soufre (SO2) ou d'anhydride sulfureux. La couleur jaune orangé est causée par des composés soufrés ou oxydes polysulfurés (SnOp) et produite par leur dissociation. C'est une chimie fort complexe, à base de soufre, qui domine.
La
région de Zal Patera est vue ici grâce à une combinaison d'images en haute
résolution N&B
(260m/pxl) prises
à 26 000 km
par Galiléo le 25 nov 1999 et des images
basse résolution en couleur (1,3
km/pxl) prises le 3 juillet
1999 à 130 000 km. En combinant les 2
types d'images les scientifiques comprennent mieux les relations qui
existent entre les différents matériaux du sol et les structures
géologiques. Par exemple au centre de l'image et vers le haut, sur les flancs
de la caldeira, ils ont remarqué des écoulements sombres coïncidant
avec le rebord du plateau. De même le matériau rouge au pied de la
montagne peut indiquer que des gaz sulfureux s'échappent le long
d'une faille liée à la formation de la montagne.
