德國HEIDENHAIN，549888-01 德國HEIDENHAIN，549888-01

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木衛(wèi)一，即伊奧，是木星的四顆伽利略衛(wèi)星中靠近木星的一顆衛(wèi)星，它的直徑3,642 公里，是太陽系第四大衛(wèi)星，表面環(huán)境極其惡劣，眾多超級火山活動和*地震頻繁發(fā)生，地表形態(tài)塑造周期較短。它的名字來自眾神之宙斯的戀人之一：艾奧，是赫拉的女祭司。
中文名 木衛(wèi)一 外文名 Io 別    稱 伊奧 分    類 衛(wèi)星 發(fā)現(xiàn)者伽利略、馬里烏斯 發(fā)現(xiàn)時間 1610年1月7日 質(zhì)    量 8.9319×10²² kg (0.015地球) 平均密度 3.528 g/cm³ 直    徑 3637.4km 表面溫度 平均 130K ；大 2000 K 反照率 0.63 ± 0.02 視星等 5.02 (沖) 表面積 41,910,000 km² (0.082地球) 體    積 2.53×10¹? km³ (0.023地球) 宇宙速度 2.558 km/s 赤道旋轉(zhuǎn)速率 271 km/h
目錄
1 簡介
? 物理特性
? 物理特征
? 軌道資料
2 結(jié)構(gòu)
? 內(nèi)部
? 潮汐加熱
? 表面
? 大氣層
3 觀測歷史
? 者號
? 旅行者號
? 伽利略號
? 后續(xù)觀測
4 研究發(fā)現(xiàn)
5 相關資料
簡介編輯
物理特性
木衛(wèi)一
木衛(wèi)一(5張)
與不少外太陽系的衛(wèi)星不同，木衛(wèi)一與類地行星有不少相似的地方，其表層由硅酸鹽熔巖所構(gòu)成，根據(jù)伽利略號所觀測的數(shù)據(jù)中，它的內(nèi)核可能由硫化鐵所組成，其半徑估計少有900公里。 [1] 
人們以前一直認為，木衛(wèi)一表面定擁有不少環(huán)形山?？墒菑穆眯姓?號于1979年傳回地球的照片中，木衛(wèi)一表面的環(huán)形山并不多，并非如人們所想，這是因為其火山活動使它的地形不斷改變。于是，人們便把它不斷更新的表面看成是“年輕”的，因為這些地形是新近形成；相反，月球表面滿布隕石坑，并保留了數(shù)十億年，人們便把月球的表面看成是“年老”的。
除了火山外，木衛(wèi)一其他的景觀，僅有一些普通的山脈、溶化硫湖泊、深度達數(shù)百公里的破火山口，以及長達數(shù)百公里的低黏度液體在流動，可能是液態(tài)硫或是硅酸鹽。此外，木衛(wèi)一的硫磺及其化合物擁有多種不同的顏色，形成了它*多變的外觀。
科學家從兩艘旅行者號傳回的多張照片作出分析，相信木衛(wèi)一表面的熔巖流，主要由融化了的硫化物所組成。但是從地面的紅外線研究結(jié)果中，測得木衛(wèi)一熱點的溫度可高達2000K，比硫的沸點還要高出1300K，因此有指這些熔巖不太可能是硫，木衛(wèi)一的整體平均溫度為130K [2]  ，比熱點溫度低得多，而新的理論也指出那些熔巖流是由硅酸鹽組成。根據(jù)哈勃太空望遠鏡的觀測結(jié)果，這些物質(zhì)可能富含金屬元素鈉，在不同地方也可能含有不同的物質(zhì)。
木衛(wèi)一大氣層稀薄，只有地球大氣壓力的十億分之一，主要的成分是二氧化硫， [3]  氯化鈉、一氧化硫及氧也有少許 [4]  。
其他伽利略衛(wèi)星均擁有固態(tài)水，木衛(wèi)一所含的水卻極少，人們認為是早期的木星溫度很高
Io(木衛(wèi)一)
Io(木衛(wèi)一)
，其熱力可以蒸發(fā)木衛(wèi)一上的水，但其他大型衛(wèi)星的水則不足以蒸發(fā)。
它所有活動所需要的能量可能來自于它與木衛(wèi)二、木衛(wèi)三及木星之間的交互引
潮力。這三顆衛(wèi)星的共動關系固定，木衛(wèi)一的公轉(zhuǎn)周期是木衛(wèi)二的一半，后者是木衛(wèi)三的一半。雖然木衛(wèi)一就像地球的衛(wèi)星月球一般，只用固定的一面朝向其主星，由于木衛(wèi)二與木衛(wèi)三的作用使它有一點點不穩(wěn)定。它使木衛(wèi)一扭動、彎曲，大約有100米長，并在復原扭曲的循環(huán)中產(chǎn)生能量。
木衛(wèi)一同樣切割木星的磁場線，生成電流。對于引潮力而言由此產(chǎn)生的能量不多，但電流的功率仍有1兆瓦特。它也剝?nèi)チ艘恍┠拘l(wèi)一的物質(zhì)，并在木星周圍產(chǎn)生強烈的凸起狀輻射。在凸出面中脫離的粒子部分地造成了木星的巨大磁層。
celestia中的木衛(wèi)一（貼圖經(jīng)過替換）
celestia中的木衛(wèi)一（貼圖經(jīng)過替換）
物理特征
大?。?3,660.0 × 3,637.4 × 3,630.6 km
赤道表面引力： 1.796 m/s²(0.183 g)
宇宙速度： 2.558 km/s
自轉(zhuǎn)周期： 同步的
赤道旋轉(zhuǎn)速率： 271 km/h
反照率： 0.63 ± 0.02
表面溫度：平均 130K ；大 2000 K
星等： 5.02 (沖)
軌道資料
近拱點： 420,000 km (0.002 807 AU)
遠拱點： 423,400 km (0.002 830 AU)
平均軌道半徑： 421,700 km (0.002 819 AU)
軌道離心率： 0.0041
軌道周期： 1.769 137 786 d (152 853.504 7 s, 42 h)
平均公轉(zhuǎn)速度： 17.334 km/s
軌道傾角： 2.21° （對黃道）
0.05°（對木星的赤道）
衛(wèi)星所屬星球： 木星
結(jié)構(gòu)編輯
艾奧比地球的衛(wèi)星月球略大一些，它的平均半徑是1,821.3公里（比月球大約5%），質(zhì)量是8.9319×10公斤（大約比月球多21%）。它的形狀略為橢球，而它長的軸是指向木星的。在伽利略衛(wèi)星中，艾奧的質(zhì)量和體積都比蓋尼米德和卡里斯托小，但比歐羅巴大。
內(nèi)部

主要由硅酸鹽巖石和鐵組成，艾奧在外太陽系的衛(wèi)星中比其他的衛(wèi)星都更接近類地行星的結(jié)構(gòu)主體，其它的主要由碎冰和硅酸鹽混合組成。艾奧的密度為3.5275 g/cm是太陽系的衛(wèi)星中密度高的；明顯的比其他的伽利略衛(wèi)星高，也比地球的月球要高。根據(jù)旅行者號和伽利略號測量的衛(wèi)星質(zhì)量、半徑和四極引力系數(shù)（關于質(zhì)量在內(nèi)部如何分布的數(shù)值）建立的模型，建議它的內(nèi)部和外部之間是有所不同的，富含硅酸鹽的外殼和內(nèi)部的地幔，鐵或硫化鐵－富含在核心，金屬核心的質(zhì)量大約占了艾奧質(zhì)量的20%。依據(jù)核心中硫的含量，如果*由鐵組成，核心的半徑在350至650公里（220至400英里）之間；如果由鐵和硫混和組成，核心的半徑則在550至900公里（310至560英里）。伽利略號的磁強計沒有測出艾奧內(nèi)部的磁場，所以認為核心沒有對流。
模型也建議艾奧內(nèi)部的組成，地幔至少有75%由富含鎂的礦物橄欖石組成，并且有大量類似于L球粒隕石和LL球粒隕石的隕石，并且有更高的鐵含量（相較于地球的衛(wèi)星月球的硅，但仍比火星低）要維持在艾奧上觀察到的熱流，10-20%的地幔也許是溶解的，但觀察到高溫的火山作用地區(qū)，也許有更高的被熔解比例。由于廣泛的火山作用，艾奧的巖石圈主要由硫磺和玄武巖組成，它的厚度至少有12公里（7英里），但不會超過40公里（25英里） [5]  。
潮汐加熱
不同于地球和月球，艾奧內(nèi)部的熱源主要來自潮汐散逸而不是放射性同位素的衰變，這是艾奧的軌道與歐羅巴和蓋尼米德共振的結(jié)果。這樣的熱化與木星和艾奧的距離、軌道的離心率、它的內(nèi)部構(gòu)造和物理狀態(tài)有關。它和歐羅巴與蓋尼米德的拉普拉斯共振，維系了艾奧的離心率并且防止了它因潮汐散逸而使軌道變圓。軌道共振也幫助艾奧維持到木星的距離，否則木星涌起的潮汐將導致艾奧的軌道成螺旋形的逐漸由外向內(nèi)的朝母行星接近。艾奧的潮汐隆起在軌道上的近木點和遠木點的時刻之間有著100米（330英尺）的垂直變化。由于這種潮汐拉扯在艾奧的內(nèi)部產(chǎn)生了摩擦或是潮汐散逸，如果沒有軌道共振，這些將使得艾奧的軌道變得更圓；在艾奧的內(nèi)部創(chuàng)造更大的潮汐加熱，使這顆衛(wèi)星內(nèi)部更多的地幔和核心被熔化。如此產(chǎn)生的能量大于放射性衰變的200倍，這些熱量以火山活動的形式被釋放出來，造成在觀測上看見的高熱流（總量：0.6 至1.6×10瓦）。它的軌道模型認為艾奧內(nèi)部的潮汐加熱會隨著時間而改變，并且目前的熱流也不是長時間平均的代表。
表面
基于他們對月球、火星和水星等古老表面的經(jīng)驗，科學家預期在旅行者1號傳回的第地一張艾奧的影像上將看見許多的撞擊坑。橫跨在表面的撞擊坑密度可以提供艾奧的年齡，但是，他們很驚訝的發(fā)現(xiàn)在表面幾乎全無撞擊坑，取而代之的是光滑的平原，和在表面有著各式各樣大小的火山口和火山的熔巖流。與是各地地被觀測過的點來比較，艾奧的表面有著五顏六色的來自不同的硫磺組成的材料（比較起來艾奧的前導半球有著的橘子或是披薩的顏色）。缺乏撞擊坑表示艾奧的表面是很年輕的，像是地球的表面；火山口被它們制造的連綿不絕的火山物質(zhì)掩埋掉。在旅行者1號短暫的觀察下，證實了這個壯觀的情景，至少有9座活火山存在著。
表面的成分
艾奧五顏六色的表面是它廣泛的火山作用導致各種各樣材料的結(jié)果，這些材料包含硅酸鹽（例如直輝石類）、硫磺和二氧化硫二氧化硫的霜橫跨并普遍的存在于艾奧表面，形成白色或灰色材料組成的廣大區(qū)域。散布在中緯度和極區(qū)的硫磺，經(jīng)常受到輻射的破壞，造成穩(wěn)定的8鏈硫磺被破壞。這種輻射的破壞使得艾奧的極區(qū)呈現(xiàn)紅褐色。
爆發(fā)的火山，經(jīng)常產(chǎn)生傘形的流束，將表面涂裝上硫磺和硅酸鹽的材料。流束在艾奧表面的沉積物會依據(jù)流束內(nèi)硫磺和二氧化硫數(shù)量的不同而呈現(xiàn)白色或紅色。通常，從包含大量S2的火山形成的流束，會導致紅色的扇形沉積，或是在的例子中，形成大的（高度達到450公里（280英里）的主要事例中）紅色環(huán)。一個流束形成紅色圓環(huán)沉積的明顯例子是裴蕾火山，這個紅色的沉積主要是硫磺（通常是3或4鏈的硫磺分子）、二氧化硫、或者還有Cl2SO2。形成在硅酸鹽熔巖邊緣的流束（通過熔巖和先前已經(jīng)沉積的硫磺和二氧化硫）會造成灰色或白色的沉積。
由艾奧的結(jié)構(gòu)圖和高密度，認為艾奧沒有或是只有少量的水，雖然偵測到含冰屑或含水礦物的小礦穴，著名的是在季禧霸山（Gish Bar Mons）的西北側(cè)。水的缺乏可以歸咎于木星在早期有足夠的熱，在太陽系的演化過程中將在艾奧附近的揮發(fā)性物質(zhì)，像水，都蒸發(fā)掉了，但熱不足以影響更遠處的地方。
火山作用
由艾奧的軌道離心率引發(fā)的潮汐熱迫使這顆衛(wèi)星成為太陽系中火山較活躍的天體，有數(shù)百座火山中心和四處流竄的熔巖流。當發(fā)生主要的噴發(fā)時，主要成分是玄武巖的硅酸鹽與富含鐵鎂質(zhì)或超鐵鎂質(zhì)巖石的熔巖流長度十倍于平時，可以長達數(shù)百公里。做為這些活動的副產(chǎn)品，硫磺、二氧化流和硅酸鹽碎屑等物質(zhì)（像是灰燼），可以被吹送到500公里（310英里）的高空中，形成巨大的扇形流束，為周圍的地型提供了紅色、黑色和白色等采繪的材料，并且提供了廣泛的材料補充艾奧大氣層和木星廣大磁層的物質(zhì)。
艾奧的表面有許多由沉積物構(gòu)成，被稱為火山口的點，火山口一般都有高聳的墻壁和一定數(shù)量的平坦表面。這些特征類似地球上的破火山口；如果他們是如同地球上的表兄弟一樣，是經(jīng)由崩塌導致一些熔巖管的形成，但這些仍都是未知的。有一種假說認為這些特點可已經(jīng)由發(fā)掘火山形成的巖層，和被疊加進入或排除在巖層上的材料來鑒識。不同于地球和火星的特征，這些沉積物沒有在盾狀火山中心的尖峰，并且更為巨大，它們的平均直徑是41公里（25英里），大的洛基火山口直徑達到202公里（126英里）。無論形成的機制是如何，許多火山口的型態(tài)學和分布狀態(tài)建議這些特征是受到結(jié)構(gòu)上的控制，或者至少有一半與山或斷層有關。這些特征通常是火山爆發(fā)的特征，可能是熔巖流橫越過火山口內(nèi)的平原，像是2001年季禧霸山的噴發(fā)，或是熔巖湖的形成。在艾奧的熔巖湖有一個會持續(xù)翻轉(zhuǎn)的熔巖外殼，像是裴蕾火山，或是有著翻轉(zhuǎn)情節(jié)的外殼，像是洛基火山口。
熔巖流代表艾奧另一種的主要火山地形。巖漿從火山口表面的出氣孔或裂縫噴發(fā)出來，產(chǎn)生膨脹，形成的熔巖流類似地球上在夏威夷的啟勞亞火山。來自伽利略號的影像顯示艾奧許多的主要熔巖流，像是普羅米修斯火山和阿米拉尼火山，是在舊的熔巖流上產(chǎn)生小的斷裂處上方產(chǎn)生新熔巖流的堆積。在艾奧上也觀察到夠大的熔巖噴發(fā)，例如，從1979年旅行者號到1996年伽利略號的*次觀測，普羅米修斯前緣的熔巖就流動了75至95公里（47至59英里）。在1997年的一次主要噴發(fā)，產(chǎn)生了超過3,500公里（1,350英里）長的新鮮熔巖流，并且充斥在鄰近的Pillan火山口。
新視野號的五張連續(xù)影像顯示艾奧的特瓦史塔火山口噴出的物體高出表面達330公里。
科學家分析旅行者的影像后，相信這些流體主要由熔解的各種各樣的硫磺化合物組成。但是隨后地基天文臺和伽利略號的觀測卻顯示這些流體是由玄武巖與鎂鐵質(zhì)和超鎂鐵質(zhì)構(gòu)成的。這樣的假說是依據(jù)對艾奧的"熱點"進行溫度測量，或是熱輻射位置的結(jié)果，這些結(jié)果建議的溫度至少高達1,300K，更有高達1,600K的點，估計原始的噴發(fā)溫度可以達到2,000K，但是因為當初使用錯誤的溫度模型將溫度塑造的過高，之后已經(jīng)證實溫度被高估了
在裴蕾火山和洛基火山口發(fā)現(xiàn)流束是證實艾奧有活躍的地質(zhì)活動的一個標志。通常，這些流束是硫磺和二氧化硫以每秒1公里（0.6英里）的速度從火山噴發(fā)出來所形成的，在流束中可以發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)還包括鈉、鉀和氯。這些流束看起來是由下面二種方法中的一種形成的。艾奧的流束大的時候是當被熔化的巖漿從火山口或熔巖湖噴出硫磺和二氧化硫的時候，并經(jīng)常會扯泄出硅酸鹽的火山碎屑，這些流束會在表面形成紅色（短鏈的硫磺）和黑色（硅酸鹽火成巖的碎屑）的沉積物。這些流束在艾奧表面被觀察到大的是直徑達到1,000公里（620英里）的紅色環(huán)狀沉積，例如裴蕾火山、特瓦史塔火山口和Dazhbog火山口，都是由者種形式的流束造成的。另一種形式流束造成的是當熔巖流將底部的二氧化硫霜氣化，將硫磺送上空中。照種形式的流束經(jīng)常形成明亮的圓形二氧化硫沉積。這種形式的流束高度通常低于100公里（62英里），并且流束可以維持很長的壽命，像是普羅米修斯火山、阿米拉尼、和產(chǎn)靈火山。
山脈
艾奧表面有100至150座山峰，平均高度為6公里，高的一座是位于南極的Boösaule Montes，高達17.5±1.5公里。山峰通常都很巨大，平均長度是157公里，被隔絕的結(jié)構(gòu)看起來沒有性的構(gòu)造模式，跟地球上的山峰一樣。艾奧必須要有硅酸鹽巖石構(gòu)成的地殼，才能支撐這些巨大的山峰，相較之下硫磺構(gòu)成的地殼就不可能產(chǎn)生。
盡管艾奧廣泛的火山作用呈現(xiàn)出許多的特征，幾乎所有的山都有來自地殼運動的結(jié)構(gòu)。艾奧多數(shù)的山峰并非由火山所造成，反而是由巖石圈受到壓縮應力的結(jié)果而形成，這些是經(jīng)由艾奧外殼經(jīng)常性的掀動和逆斷層提高的。導致山峰形成的壓縮應力是來自火山沉積的物質(zhì)不斷被埋葬的結(jié)果。性的山脈分布看起來是與火山結(jié)構(gòu)相對稱的；山峰分布區(qū)域只有少許的火山存在，反之亦然。這建議大尺度區(qū)域的巖石圈結(jié)構(gòu)何處被壓縮（支持山的形成）和擴張（支持火山口的形成）所掌控。區(qū)域性的，然而山和火山口經(jīng)常緊靠在一起，則是當山在形成并到達表面時曾經(jīng)有斷層形成，而造成巖漿的侵蝕。
在艾奧上的山峰（通常是周圍的平原上升的結(jié)構(gòu)）有各種各樣的型態(tài)。高原是普通的，這種結(jié)構(gòu)相似大、頂部平坦的方山與堅固的表面。其它的山看起來是被掀動的地殼，有著平緩斜坡的，是舊有的表面形成的；包括表層物質(zhì)的陡坡，是下層物質(zhì)受到壓縮應力抬昇的結(jié)果。這兩種山經(jīng)常都有陡峭的陡坡形成一個或多個的邊緣。在艾奧上只有幾座山的源頭看起來是火山，這些山類似盾狀火山，坡度是平緩的（6–7°），中心有一個小的破火山口和沿著附近的淺傾斜邊緣。這些火山通常都比艾奧的山的平均大小為小，平均只有1至2公里（0.6至1.2英里）的高度，和40至60公里（25至37英里）寬。其它還有幾個傾斜度更平緩的盾狀火山，因為有熔巖流成輻射狀的從中央輻射而出，才從型態(tài)學上推斷是艾奧上的火山，像是拉火山結(jié)構(gòu)。
幾乎所有的山看起來都在退化的階段上，大形的山崩沉積是艾奧上的山的地基共同的現(xiàn)象，因此崩壞作用被建議是退化的主要形式。在艾奧的方山和高原共同的特征是扇貝狀的邊緣，這是二氧化硫從艾奧的地殼滲透，導致山的邊緣區(qū)域弱化的結(jié)果。
極光在艾奧的上層大氣發(fā)光，不同的顏色來自大氣中不同的成分（綠色來自鈉原子，紅色來自氧原子，藍色來自火山的氣體，像是二氧化硫）。影像是在艾奧食攝影的。