Galilean moons

ดวงจันทร์ Io และดาวพฤหัส

โครงสร้างดวงจันทร์ Io

สำรวจพบครั้งแรกโดย
Discovered By

Galileo Galilei (ค.ศ.1610)

ค่าเฉลี่ยระยะห่างจาก
ดาวพฤหัส /กม.
Average Distance from the Jupiter

422,000

รัศมีเส้นศูนย์สูตร /กม.
Equatorial Radius

1830 x 1818.7 x 1815.3 km

มวล /กก.
Mass

8.9316 x 10²²
89,316,000,000,000,000,000,000 kg

หมุนรอบตัวเอง (เทียบ 1 วันของโลก)
Rotation Period (Length of Day)

สัมพันธ์กับดาวพฤหัส

โคจรรอบดาวพฤหัส
(เทียบ 1 วันของโลก)
Orbit Period (Length of Day)

1.769137786

ค่าเบี่ยงเบนวงโคจร
Orbital Eccentricity

0.004

ค่าอุณหภูมิพื้นผิว ต่ำสุด-สูงสุด
/องศา C
Minimum/Maximum Surface Temperature

130 - 200 °K

ส่วนประกอบของบรรยากาศ
Atmospheric Constituents

Sulfur dioxide

วัตถุดิบบนพื้นผิว
Surface materials

หินและแร่

พื้นผิว ดวงจันทร์ Io

แสดงเส้นบรรยากาศสนามแม่เหล็ก ของดาวพฤหัส (Magnetic field lines)

ภูมิประเทศทีราบมีช่ิองระบายความร้อน และน้ำพุละอองกำมะถัน

ดวงจันทร์ Io แท้จริงแล้วขณะโคจรรอบ ดาวพฤหัส มีรูปทรงคล้ายไข่ สาเหตุจาก
แรงดึงดูดของดาวพฤหัส มีความหนาแน่น (Density) 3.53 กรัม/ตาราง ซม.และ
มีรัศมี 3,640 กิโลเมตร

องค์ประกอบส่วนใหญ่คือ หิน และ Silicate มีสีค่อนไปทางส้มแดง ส่วนบริเวณ
ด้านขั้วมีสีทึบมืดกว่า แนวเส้นศูนย์มีความสว่างใสสลับกัน บนพื้นผิวมีสีสันหลาก
หลาย แดง เหลือง ส้ม และน้ำตาล เหตุเป็นเช่นนี้ เพราะลักษณะเฉพาะจากการ
ผสมกันของพื้นผิว ของกำมะถันคล้ายน้ำค้่าง (Sulpur dixide frost) และไอของ
กรดกำมะถันมีส่วนประกอบของโซเดียม (Sulfuros salts of sodium) และธาตุ
Postassium

เปลือกนอกจึงเป็น Silicate, Sulfur และ Frozen SO2 ชั้นถัดลงไปเป็น Silicate
โดยแกนกลางเป็น Metallic core (แกนไส้โลหะ)

สภาพบรรยากาศพื้นผิว ประกอบด้วยภูเขาและที่ราบ ช่องระบายอากาศตามพื้น
ที่ราบปลดปล่อยความร้อน ไหลท่วมออกมาจากพัฒนา ของ ระบบภูเขาไฟ
(ไม่ได้ปล่อยออกมาจากยอดหลุมภูเขา) ภูเขาไฟ มีรูปแบบเหมือนกำแพงสูงถึง
16 กิโลเมตร รอบล้อมเป็นวงกว่า 100 กิโลเมตร โดยตรงกลางเป็นที่ราบ

ที่ราบมีหลายประเภท หลายสี เนินเตี้ยบางแห่งมองเห็นสี มีความนุ่มนวล เพราะ
การทับถมของละอองผงฝุ่นภูเขาไฟ เนินชันที่เป็นหน้าผา เกิดบนที่ราบจากถูก
กัดเซาะสะสม จนเกิดเป็นคล้ายหลุมลึกลงไป

ด้วยบนดวงจันทร์ Io ขาดแคลนบรรยากาศ และหนาวเย็นการกัดเซาะไม่ได้เกิด
จากลมและน้ำ แต่เกิดจากขบวนการ Sapping (ความอ่อนแอ ที่ละน้อย) จาก
ปฎิกิริยาของเหลว Sulfur dixide เป็นหลัก และภายใต้ความกดดันจนเปลือกพื้น
ผิวแตกออกจากกัน ซึ่งเดิมเป็นหยดเล็กๆ ที่ฟุ้งกระจายออกมาจาก พื้นด้านล่าง
พ่นสูงเป็นละอองน้ำพุ สู่ระหว่าง 50- 300 กิโลเมตร

Sulfur dixide พ่นออกมาเป็นละอองหิมะ

แสดงการพ่น Sulfur dixide สูงนับหลายร้อยกิโลเมตร

สำรวจจำนวนภูเขาไฟบน ดวงจันทร์ Io

พบว่าภูเขาบนดวงจันทร์ Io จำนวน 300 แห่ง มีกลไกทำงานอยู่ต่อเนื่อง บางแห่ง
หลุมกว้าง 65 กิโลเมตร (บริเวณขั้วใต้) หลุมกว้างเหล่านั้นบ่งบอกถึง การระเบิดที่
ขยายตัวใหญ่ออกโดยการ ยุบพังลงในครั้งอดีต ภาพพื้นผิวมีสีดำมืดเป็นส่วนมาก
แสดงวัตถุดิบประเภท Molten (ที่ถูกละลาย) จาก Silicates หรือ Sulfur

ภูเขาไฟขนาดใหญ่สามารถพ่น Sulfur dixide สูง 300 กิโลเมตร มีความเร็ว 1 กม.
ต่อวินาที ฝุ่นผงจึงกระจายไปไกลถึง 600 กิโลเมตรจากบริเวณปากหลุม

แม้ว่าดวงจันทร์ Io มีภูเขาไฟหลายประเภทซึ่งต่างกัน สิ่งที่พ่นออกมา (Volcanic
plumes) มีความร้อน ราว 1,600 องศา C เทียบได้กับลาวา ที่เกิดขึ้นบนโลกเมื่อ ครั้น โลกดึกดำบรรพ์ ช่วง 2-3 พันล้านปี

การไหลท่วมไปทั่ว เป็นลำธารตรง และคดเคี้ยว ยาวกว่า 300 กิโลเมตรและมีรังสี
ออกจากช่องหลุมเล็กๆด้วย บางแห่งมีรูปแบบ ท่วมแผ่กว้างออกเป็นแผ่น ยาว 700
กิโลเมตร เป็นเงื่อนไขเกิด จากองค์ประกอบของลาวา บนดวงจันทร์ Io

ตำแหน่งสำรวจพบภูเขาไฟ ขนาดใหญ่ ที่ยังแสดงอิทธิพล 4 แห่งจากจำนวน 9 แห่ง

Volcanic plumes

พื้นผิวที่แตกต่างจากดวงจันทร์อื่น

องค์ประกอบบนพื้นผิวคือกำมะถัน เคลือบเป็นชั้นบางอยู่บน Silicate rocks โดย
ทั่วไป รูปทรงสันฐานของปากปล่องจึงเต็มไปด้วยแร่ดังกล่าว

สำหรับดาวเคราะห์ที่มีพื้นผิวชัดเจนทั่วไป มักแสดงถึงระบบของภูเขาไฟ ต่อการ
พัฒนาของเปลือก (Tectonic processes) ให้เกิดหน้าผา แต่ดวงจันทร์ Io มีส่วน
น้อยที่เกิดหน้าผาคล้ายที่ชันสูง รูปแบบเสันทแยงมุมขนาดใหญ่ เหตุว่าพื้นผิวทั่วไป
ของดวงจันทร์ Io มีการพุ่งชนปะทะ จากอุกกาบาตน้อย จึงไม่เกิดหุบเหวที่ผิดปกติ

โดยทั่วไปกลไกของภูเขาไฟ ดวงจันทร์ Io มีการหมุนเวียนมวลสสารจากภายใน
แกนกลางออกสู่ภายนอก (inside-out) มีทั้งน้ำและ Carbon dioxide ใช้เวลายาว
นานกว่าจะสลายตัว บนพื้นผิวจึงเต็มไปด้วยธาตุหนัก เกิดเป็นกรดรวมกับ Silicate
magmas

บริเวณภูเขาไฟ Prometheus พวยพุ่งเป็นลำสู่ 70 กิโลเมตร

พื้นผิวและภูเขาไฟบนดวงจันทร์ Io

ปากหลุมบริเวณ Tupan Patera ไหลถ่วมด้วย Hot black lava (ลาวาสีดำ) มีอันตรายความร้อนสูง

เปรียบเทียบ กลุ่มดวงจันทร์ Galilean ทั้ง 4 ดวง