Io

Io es la más cercana de las cuatro grandes lunas de Júpiter. Estas lunas se llaman "lunas galineanas", ya que fueron observadas por primera vez por Galileo.

Las primeras imágenes de Io desde la nave espacial Voyager fueron de efectos dramáticos, mostrando una superficie con patrones rojos, marrones y amarillos, que recordaban a un observador una "pizza gigante". Io es el cuerpo más activo volcánicamente de todo el sistema solar. ¡La Voyager I fotografió ocho volcanes en erupción!. Cuatro de ellos seguían activos cuando la Voyager II llegó 4 meses después. La actividad volcánica contribuye con azufre y otros iones al campo de partículas cargadas alrededor de Júpiter, interactuando con su fuerte campo magnético. Estas partículas cargadas son arrastradas alrededor del planeta y forman una región con forma de rosquilla llamada toroide de plasma de Io. Estas tres imágenes de las misiones Voyager son de la NASA.

Estas imágenes de la Voyager muestran volcanes en erupción. Parte del material fue observado en alturas de hasta 200 km. Esas alturas dramáticas son significativas en comparación con el radio de la luna como se muestra en la imagen del borde de la izquierda.

Los volcanes de Io expulsan materia hasta 2 km/s, una velocidad mucho más alta que cualquier expulsión volcánica en la Tierra.

A excepción de la ubicación de los volcanes activos, la superficie de Io es muy suave. Al parecer, la actividad volcánica es tan intensa y continua que el flujo de los volcanes suaviza las irregularidades y borra los cráteres de impacto. En la luna existe una delgada atmósfera de dióxido de azufre, presumiblemente de las erupciones.

¿Por qué es tan volcánica Io?. La energía que impulsa la continua actividad volcánica debe venir de las influencias de marea de Júpiter sobre esta luna cercana. Por la ley del inverso del cuadrado de la gravedad, la fuerza sobre el lado cercano de la luna es más fuerte que sobre el extremo alejado. Utilizando los datos orbitales de Io, la fuerza en el lado cercano de Io es de aproximadamente 1,7% mayor que la fuerza en el lado lejano. Pero para la Luna de la Tierra, la fuerza en el lado cercano es de 1,8% por encima de la del lado lejano, y no es volcánicamente activa, ¿cual es la diferencia?. La respuesta es que en la Luna de la Tierra, las fuerzas de marea hace mucho tiempo que la llevó a un estado de rotación síncrona con la Tierra, de modo que el mismo lado de la luna se enfrenta a la Tierra en todo momento. Bajo esa condición, las tensiones que son causadas en la luna por este diferencial de fuerza siguen siendo las mismas, y las fuerzas no trabajan. Para realizar trabajo, debe haber movimiento en la dirección de la fuerza. En el caso de Io aunque está muy cerca, la rotación no es síncrona. Io tiene otras tres grandes lunas de compañía, que ejercen fuerzas sobre la misma, lo que resulta en una órbita ligeramente elíptica en la cual no siempre se enfrenta el mismo lado a Júpiter. La dirección de las grandes distorsiones de marea cambia con el tiempo, por lo que las fuerzas ejercidas por Júpiter origina movimiento para restablecer el "estiramiento" de la luna en la dirección de las fuerzas. Estas fuerzas por lo tanto hacen trabajo para lograr ese movimiento, proporcionando energía para impulsar los procesos volcánicos. La potencia de estos procesos de marea que calienta Io, se estima en ¡100 millones de megavatios!.

El modelado del interior de Io sugiere que tiene un núcleo de sulfuro de hierro/hierro y un manto rocoso. Con la enorme energía de calentamiento de los procesos de marea, gran parte del interior está blando o fundido. Esta energía lleva a erupciones de alta temperatura como géiseres desde la superficie