Io, un satellite dai molteplici vulcani

L’attività vulcanica ripresa dalla sonda Galileo della NASA nel 1997. Crediti NASA/JPL/Galileo.

Due eruzioni vulcaniche sono visibili in questa immagine su Io, uno dei quattro satelliti di Giove scoperti da Galileo Galilei il 7 gennaio 1610. Qui sono visibili in una immagine composita ottenuta dalla sonda Galileo quando era in orbita intorno a Giove tra il 1995 e il 2003. Nella parte superiore della foto oltre il limbo di Io, un pennacchio si alza di circa 140 chilometri al di sopra della sua superficie, nella caldera famosa come Pillan Patera.

Al centro, in prossimità della linea di separazione tra la notte e il giorno, si osserva un pennacchio a forma di anello, quello di Prometeo, che sta sorgendo a circa 75 chilometri al di sopra di Io mentre proietta un’ombra sotto la bocca vulcanica. Chiamato con il nome greco della divinità che ha dato fuoco ai mortali, il pennacchio Prometeo è visibile in ogni immagine ottenuta durante il flyby della sonda Voyager nel 1979, e fa ritenere che questo vulcano sia rimasto attivo per almeno 18 anni. L’immagine qui sopra in formato digitale è stata ottenuta il 28 giugno 1997 da una distanza di circa 600 mila chilometri.

La luna galileiana più vicina a Giove, ha una superficie che è priva di crateri d’impatto anche se ha una superificie rocciosa e solida. La superficie è molto giovane per il fatto che le tracce di questi impatti sono state cancellate completamente dalla lava fuoriuscita da questi vulcani.

Con una densità e una dimensione molto vicine a quelle della nostra Luna, Io è sicuramente il satellite più attivo da un punto di vista geologico in tutto il sistema solare. Sono stati osservati molti vulcani sulla sua superficie e tutti i suoi crateri sono di origine vulcanica. E’ così attivo nonostante le sue ridotte dimensioni a causa dell’enorme forza che sperimenta dal suo pianeta, Giove.

Anche se si trova più o meno alla stessa distanza alla quale si trova la Luna dalla Terra, Io sperimenta forze mareali molto più forti di quelle lunari perchè Giove è 300 volte più massiccio della Terra, tanto che la superficie rocciosa di Io ha dei movimenti di rigonfiamento e sgonfiamento di circa 100 metri. Inoltre, impiega circa 1,77 giorni per fare un’orbita completa intorno a Giove, rispetto ai 27,3 giorni terrestri che impiega la nostra Luna.

L’orbita di Io viene mantenuta circolare dall’azione gravitazionale della sua vicina luna, Europa, e da Ganimede, che è più distante. Io, Europa e Ganimede hanno delle orbite definite risonanti, di tipo 4:2:1, ossia per ogni quattro orbite di Io, Europa descrive due orbite mentre Ganimede ne descrive una.

Un satellite sperimenta differenti forze mareali (vedi immagine qui sopra) a causa della sua orbita di forma ellittica. Più vicino si trova il satellite al suo pianeta, più queste forze diventano importanti e il rigonfiamento maggiore. La variazione delle maree produce un riscaldamento per frizione all’interno del satellite. Le frecce indicano l’intensità della gravità proveniente dal pianeta dal lato vicino e da quello lontano della luna Io. Le maree sono dovute alle differenze nella forza di gravità che agisce su un oggetto. Il piccolo cerchio in verde chiaro mostra come il rigonfiamento mareale si sposta rispetto ad una particolare posizione sulla Luna Io.

Io e sullo sfondo il pianeta Giove. Crediti NASA/JPL.

Sebbene il riscaldamento dell’interno del satellite a causa delle forze mareali è un risultato significativo del fatto che le lune del pianeta Giove rivelino un’attività geologica, non è l’unico motivo di questa attività. Il riscaldamento mareale non può spiegare tutta l’attività osservata su alcune delle lune ghiacciate di Giove. Altri meccanismi, come le forze trasversali rotazionali da un asse di rotazione oscillante possono giocare un ruolo importante. In definitiva, la composizione delle lune ghiacciate fanno la differenza. I ghiacci sono in grado di deformarsi e sciogliersi a temperature più basse rispetto alle rocce metalliche e ai silicati trovati nei pianeti terrestri interni e nelle loro lune.