Ío fue la primera luna de Júpiter descubierta por Galileo Galilei, junto a Europa, Ganímedes y Calisto. Son lo que denominamos las Lunas Galileanas, en su honor. Es el cuarto satélite más grande del Sistema Solar (por detrás de Ganímedes, Titán y Calisto, y justo por delante de la Luna) y destaca, entre otras cosas, por ser el objeto celeste conocido, en nuestro sistema, más seco de cuantos hemos encontrado hasta el momento, así como el más activo volcánicamente…

Descubrimiento

Júpiter e Ío. Crédito: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute
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Júpiter e Ío.
Crédito: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Al igual que el resto de Lunas Galileanas, Ío fue descubierto por Galileo Galilei en enero de 1610 con la ayuda de un telescopio diseñado por él mismo. Curiosamente, no fue capaz de distinguirlo de Europa, en primera instancia, debido a la baja capacidad de resolución de su telescopio y creyó que sólo se trataba de un único objeto celeste. Al día siguiente sin embargo, vio que no había un único punto de luz, si no dos.

Cuatro años después, en 1614, el astrónomo alemán Simon Marius aseguró que había descubierto los satélites de Júpiter de manera independiente y al mismo tiempo que Galileo. El mérito, y el reconocimiento, sin embargo, se lo llevó este último porque había publicado su trabajo en 1610. Sin embargo, en algo sí que ganó Marius. Fueron sus nombres los que, ya en el siglo XX, sirvieron para denominar a los satélites tal y como los conocemos en la actualidad. Galileo había optado por un sistema de designación bastante pragmático: Ío era Júpiter I, Europa era Júpiter II, Ganímedes era Júpiter III y Calisto era Júpiter IV y, para qué engañarnos, un sistema bastante más aburrido (y seguramente mucho más complicado para distinguir qué satélite es cada uno).

Retrato del astrónomo alemán Simon Marius
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Retrato del astrónomo alemán Simon Marius

Sea como fuere, Ío recibe su nombre de una de las amantes de Zeus (al igual que el resto de satélites galileanos). Según la leyenda, Ío era una sacerdotisa de la diosa Hera, en Argos, y un ancestro de Heracles. Las diferentes características de este objeto celeste han recibido sus nombres de personajes y lugares de la leyenda, pero también de deidades de fuego, volcanes, el Sol, y el trueno, de distintas mitologías, así como de personajes y lugares de Infierno, la primera parte de la Divina Comedia de Dante. Hasta el momento, la Unión Astronómica Internacional ha aprobado el uso de 225 nombres para sus volcanes, montañas, mesetas y otras características (uno de sus volcanes, por ejemplo, es conocido como Prometeo).

Tamaño, masa y órbita

Comparación del tamaño entre la Tierra, la Luna e Ío. Crédito: NASA
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Comparación del tamaño entre la Tierra, la Luna e Ío.
Crédito: NASA

Ío tiene un diámetro de 3.642 kilómetros (frente a los 3.474 kilómetros de la Luna). Tiene un tamaño equivalente a 0,286 veces el de la Tierra, y sólo 0,015 veces su masa. Orbita alrededor de Júpiter a una distancia media de 421.700 kilómetros, similar a la que separa la Luna de la Tierra (que está a unos 384.400 kilómetros de media). Tiene una excentricidad (a menor excentricidad, más circular es la órbita) tan sumamente baja que su órbita sólo varía en 3.400 kilómetros entre su periapsis (el punto de mayor acercamiento, 420.000 kilómetros) y su apoapsis (el punto de mayor alejamiento, 423.400 kilómetros).

Por su distancia respecto a Júpiter, es el quinto satélite (Metis, Adrastea, Amaltea y Tebe, satélites irregulares y mucho más pequeños, están más cerca) y, al igual que el resto de satélites galileanos, Ío está en rotación síncrona con Júpiter, de tal modo que la misma cara está siempre apuntando al planeta. Completa su órbita en algo menos de dos días, y está en resonancia orbital de 2:1 con Europa y 4:1 con Ganímedes. Precisamente, esa resonancia es la principal culpable de su baja excentricidad y provoca que su interior tenga temperaturas muy elevadas por el efecto gravitacional. No en vano, es el objeto celeste conocido, de todo el Sistema Solar, más activo volcánicamente.

Composición y superficie de Ío

Ío, en color real, fotografíado por la sonda Galileo en 1997. Crédito: NASA
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Ío, en color real, fotografíado por la sonda Galileo en 1997.
Crédito: NASA

Ío tiene la densidad más elevada de todos los satélites que conocemos en el Sistema Solar. De hecho, por su composición, principalmente formada por rocas de silicato y hierro, tiene más en común con los planetas rocosos que con el resto de satélites de la parte exterior del Sistema Solar, que están compuestos en gran medida por una mezcla de silicatos y hielo. Los modelos de su interior nos dan una idea bastante aproximada de cuál es la composición interna. Todo indica que el manto es rico en silicatos, y está compuesto, al menos en un 75%, de minerales ricos en magnesio. Tiene una cantidad de hierro (en comparación al silicio) más alta que la Luna o la Tierra, pero menor que Marte.

El núcleo, por su parte, es rico en hierro o sulfuro de hierro y representa el 20% de la masa del satélite. Si está compuesto, mayoritariamente, de hierro, debe tener un radio de entre 350 y 650 kilómetros. Sin embargo, si es una mezcla de azufre y hierro, entonces podría tener un radio de entre 550 y 900 kilómetros. En cualquier caso, como el satélite no tiene ningún campo magnético, sabemos que su núcleo no tiene ningún tipo de convección.

Esta imagen, de la Pillan Patera, con colores aumentados, muestra una mancha oscura producida por una gran erupción en 1997. Crédito: NASA
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Esta imagen, de la Pillan Patera, con colores aumentados, muestra una mancha oscura producida por una gran erupción en 1997.
Crédito: NASA

La superficie está compuesta en gran medida de basalto y azufre, depositados por las constantes erupciones volcánicas. La litosfera (la capa más superficial) podría tener entre 12 y 40 kilómetros de profundidad. Un poco por debajo, a unos 50 kilómetros, creemos que hay un océano de magma que tendría un espesor de otros 50 kilómetros y que podría llegar a alcanzar temperaturas de 1.200º C.

Si recuerdas lo que decía al principio del artículo, la resonancia orbital de Ío (así como su distancia a Júpiter y su composición) es responsable, en gran parte, del calor interno que genera. Ese calor interno es capaz de derretir una parte considerable del manto y del núcleo, y es el principal motor de la actividad volcánica.

Una actividad volcánica que puede llegar a provocar que la lava alcance alturas de hasta 500 kilómetros por encima de la superficie del satélite, y hace que su superficie destaque por tener muy pocas de las características propias de los satélites del Sistema Solar, como los cráteres de impactos de cometas y/o asteroides que, sin ninguna duda, Ío ha tenido que experimentar en su larga existencia.

Los volcanes de Ío

Este mosaico de imágenes, tomadas por la sonda Voyager 1, muestran el polo sur de Ío. Crédito: NASA
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Este mosaico de imágenes, tomadas por la sonda Voyager 1, muestran el polo sur de Ío.
Crédito: NASA

En un mundo en el que apenas hay agua (de hecho sólo se ha sugerido que podría haber hielo, o minerales hidratados, cerca de un monte conocido como Gish Bar), pero hay cientos de volcanes activos (algunas cuentas los sitúan en más de 400), la lava fluye libremente y le da un colorido aspecto al satélite. Ío está principalmente compuesto por grandes llanuras y altas montañas aisladas, así como fosos de diversos tamaños y formas. Es muy común encontrar dióxido de azufre congelado que da, a las regiones en las que se encuentra, un característico color blanco o gris.

Hasta el momento se han identificado unas 150 montañas con unos 6 kilómetros de altura de media. La más alta, de las observadas hasta ahora, tiene unos 18 kilómetros de altura (por debajo del Monte Olimpo de Marte, pero muy superior a la altura del Everest). No todas son volcanes. De hecho, estos últimos son reconocibles por tener una altura inferior y una base mucho más grande.

Si algo abunda en Ío son las depresiones volcánicas, que suelen tener superficies lisas y paredes muy inclinadas. Se parecen, en gran medida, a las calderas de los volcanes que podemos observar en la Tierra, y que suceden cuando las cámaras de lava, ya vacías, colapsan sobre sí mismas. Es algo que también podemos en la Luna y en Marte. Sin embargo, en este saélite, las calderas no se encuentran en lo alto de un volcán, y además son mucho más grandes, con un tamaño medio de 41 kilómetros. La caldera más grande, llamada Loki Patera, tiene 202 kilómetros de extensión.

La atmósfera de Ío

Esta secuencia de imágenes de la sonda New Horizons muestra una erupción en el satélite. Crédito: NASA
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Esta secuencia de imágenes de la sonda New Horizons muestra una erupción en el satélite.
Crédito: NASA

Ío tiene una atmósfera tenue compuesta, principalmente, de dióxido de azufre, con trazas de monóxido de azufre, cloruro de sodio (a la que también conocemos, simplemente, como sal común), azufre y oxígeno. La temperatura del satélite varía según su altitud. En la superficie, y a bajas altitudes, se mueve en una media de -163ºC, con mínimas de -183ºC y máximas de -143º C. A mayores alturas, sin embargo, donde la densidad de la atmósfera disminuye y se transmite calor por el plasma, las temperaturas pueden llegar a unos infernales 1.526ºC.

La densidad de la atmósfera es muy variable. Allá donde hay corrientes volcánicas es mucho mayor. Es decir, la atmósfera del satélite está alimentada, en gran medida, por el material que es expulsado constantemente (cada segundo entran más de 11.000 toneladas de dióxido de azufre en ella), aunque la mayor parte se condensa y se precipita de nuevo a la superficie.

Al igual que Ganímedes, en Ío también hay auroras, provocadas por las partículas cargadas, procedentes del campo magnético de Júpiter, que interactúan con su atmósfera. Sin embargo, las auroras más brillantes están cerca de su ecuador, en vez de los polos, porque la falta de campo magnético hace que los electrones choquen directamente con la atmósfera en las zonas donde las líneas del campo magnético de júpiter lo cruzan (algo que sucede en el ecuador del satélite).

Exploración de Ío

En esta imagen se puede ver la diferencia en la superficie entre las visitas de la sonda Galileo, en 1999, y New Horizons en 2007. Crédito: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute
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En esta imagen se puede ver la diferencia en la superficie entre las visitas de la sonda Galileo, en 1999, y New Horizons en 2007.
Crédito: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Hemos visitado varias veces el satélite galileano más cercano a Júpiter. Las primeras naves en llegar a él fueron las sondas Pioneer 10 y 11, en diciembre de 1973 y diciembre de 1974, respectivamente. Sólo cinco años después, en 1979, las sondas Voyager 1 y 2 capturaron imágenes detalladas del satélite. Fueron las primeras que nos permitieron descubrir su colorido paisaje, la falta de cráteres y los primeros indicios de que Ío estaba activo volcánicamente.

Tras ellas llegó la sonda Galileo, que alcanzó el sistema joviano en 1995 y sobrevoló el satélite el 7 de diciembre. Nos permitió averiguar que hay una gran cantidad de volcanes activos, y que en el tiempo que había transcurrido, entre la visita de las sondas Voyager y la suya, su superficie había sufrido cambios. También nos ayudó a descartar la presencia de un campo magnético y a hacernos una mejor idea de su actividad volcánica.

En el año 2000, la sonda Cassini realizó un breve paso por el sistema de Júpiter en su ruta a Saturno. Posteriormente, el 28 de febrero de 2007, la sonda New Horizons se acercó hasta Ío durante su vuelo de camino a Plutón y al Cinturón de Kuiper.

En la actualidad, hay dos misiones planeadas para el sistema de Júpiter. La primera es la sonda Juno, que llegará este mismo año a su destino. Como parte de su misión (estudiar el origen y evolución de Júpiter) es posible que la sonda monitorice la actividad volcánica del satélite. Por otra parte, en 2022 se lanzará la misión Jupiter Icy Moon Explorer (explorador de lunas heladas de Júpiter, JUICE, por sus siglas en inglés). No sobrevolará Ío pero analizará su actividad volcánica, y su composición, durante dos años.

Todavía nos quedan muchos misterios por descubrir de Ío. Por ahora, parece que nos limitaremos a seguir observando su actividad volcánica, y a profundizar en nuestro conocimiento de uno de los satélites más interesantes del Sistema Solar…

Referencias: Universe Today