أيو (Io) هو القمر الخامس للمشترى، وهو أكثر الأجسام نشاطًا بركانيًا في النظام الشمسي، تمتد منه أعمدة من الكبريت لأعلى من 190 ميل (300 كيلومتر)، كما يفسد سطح أيو مع بحيرات الحمم والسهول الفيضية للصخور السائلة.
لقد حدد علماء الفلك نحو 150 بركانًا على سطح القمر، بعضها يُفجر الحمم التي تبعد 250 ميلاً (400 كم) إلى الفضاء. كما يوجد أيضُا براكين على سطح أيو، ومع قيام العلماء بإجراء عمليات رصد، ما زالوا يلاحظون من حين لآخر ظهور نقاط ساخنة جديدة. فعلى سبيل المثال، عثرت سفينة الفضاء جونو -التابعة لناسا التي تدور حاليًا على كوكب المشترى- على نقطة ساخنة جديدة محتملة على أيو يوم 16 ديسمبر 2017.
يبلغ عمر أيو حوالي 4.5 مليار سنة، أي نفس عمر المشترى. وتبلغ متوسط المسافة المدارية حوالي بينه وبين المشترى 000،262 ميل (422000 كم)، ويأخذ 1077 يوم أرضي إلى مدار المشترى، كما يتم تأمين أيو بشكلٍ تدريجي، لذلك يُواجه الجانب نفسه دائمًا المشترى. وتبلغ المسافة بينه وبين الأرض 628,300,000 كم.
لدى أيو نصف قطر متوسط يبلغ 13107.1 ميل، مما يجعله أكبر بقليل من قمر الأرض، له شكل بيضاوي طفيف، مع أطول محور له موجه نحو المشترى. ومن بين الأقمار الصناعية الجليليّة، تحتل جامعة أيو المرتبة الثالثة خلف جانيميد وكاليستو، لكنّها متقدمةٌ على أوروبا من حيث الكتلة والحجم. لقد كان أيو أول أقمار المشترى التي اكتشفها “Galileo Galilei” في 8 يناير 1610. واكتشف بالفعل القمر في اليوم السابق، لكنه لم يستطع التفريق بين (أيروبا) وهو قمر المشترى الآخر حتى الليلة التالية. كان هذا الاكتشاف -إلى جانب ثلاثة أقمار أخرى من (جوفيان)- أول مرة يتم فيها اكتشاف قمر يدور حول كوكب آخر غير الأرض. وأدى اكتشاف غاليليو في النهاية إلى فهم أن الكواكب تدور حول الشمس بدلًا من نظامنا الشمسي الذي يدور حول الأرض.
وأشار غاليليو أيضًا لأول مرة إلى هذا القمر باعتباره المشترى الأول. وفي منتصف القرن التاسع عشر، تم تغيير اسم القمر إلى إيو في الأساطير الإغريقية، حيث كانت إيو كاهنة من هيرا (زوجة زيوس) وابنة اناشاس Inachus ملك أرغوس، وقعت زيوس (نظير الإله الروماني جوبيتر) في حبها، ولكنها حولتها إلى بقرة لتجنب الوقوع معها من قبل زوجته هيرا (أو جونو).
أما عن درجة الحرارة في “Io” فهي حوالي 202 درجة فهرنهايت (-130 درجة مئوية)، مما يُؤدي إلى تكوين حقول ثلج من ثاني أكسيد الكبريت، لكن براكين أيو يُمكن أن تصل إلى 1.649 F 3000 درجة مئوية، وغالبًا ما يُشار إلى أيو على أنه جسمٌ سماوي من النار والجليد.
قامت العديد من المركبات الفضائية برحلات للوصول إلى كوكب المشترى وأقماره. ووصل (Pioneer 10) لأول مرة في عام 1973، ثم تبعه pioneer 11 في عام 1974. وعاد Voyager 1 وVoyager 2 بصور مدهشة أثناء الطيران. مرت المركبة الفضائية غاليليو إلى أقل من 162 ميلًا (261 كم) فوق أسطح أقمار غاليلي وأنتجت صورًا مفصلة.
تتكون الأجزاء الداخلية من أيو من قلب الحديد أو كبريتيد الحديد وطبقة خارجية من سيليكات بنية اللون، مما يُعطي الكوكب مظهرًا برتقاليًا، أصفر، أسود، وأحمر وأبيض. واستنادًا إلى بيانات من نماذج الكمبيوتر العلمية، تشكَّل أيو في منطقة حول المشترى حيث كان جليد الماء وفيرًا. إن حرارة أيو مع إمكانية وجود الماء على أيو بعد فترة وجيزة من تشكله، يُمكن أن يجعل الحياة ممكنة، على الرغم من أن إشعاع المشترى كان سيزيل الماء من على السطح.
إن من أهم مميزات القمر البراكين. وبصرف النظر عن الأرض، فإن أيو هو الجسم الوحيد المعروف في النظام الشمسي الذي لُوحظ فيه البراكين النشطة، في حين أن جاليليو كان قد أدلى ببعض الملاحظات الغامضة التي تستنتج النشاط البركاني المحتمل، فقد اكتشفت مركبة فوياجر التابعة لناسا براكينها في عام 1979. والنشاط البركاني هو نتيجة لتمدد إيو وتقلصه أثناء دورانه في كوكب المشترى.
يرتفع السطح الصخري لأيو إلى أعلى وأسفل بمقدار 100 متر (328 قدم) أثناء العملية، ويؤثر هذا على النشاط البركاني بنفس الطريقة التي تتفاعل بها محيطات الأرض مع القمر، كما أن المدار الإهليجي غير المنتظم في أيو يرفع نشاط المد والجزر. ويهتم الباحثون بمراقبة النشاط طويل المدى والذي كان صعبًا؛ لأن التلسكوبات على الأرض كانت تفتقر إلى القرار للنظر في النقاط الساخنة، ومع ذلك باستخدام أنظمة البصريات التكيفية لاثنين من أكبر التلسكوبات في العالم، تمكن علماء الفلك من إلغاء 6 تأثيرات متموجة للغلاف الجوي لدينا، مما سمح بمزيد من الاطلاع عن كثب على البراكين النشطة للقمر. وقد قاموا بتتبع 48 نقطة ساخنة من عام 2013 حتى عام 2015، كما أن الرصدات الأرضية بدت في موجات في الحمم البركانية، مما يوفر المزيد من التفاصيل حول كيفية دوران الصهارة على سطح أيو.
ونتيجة لللنشاط البركاني، يحتوي جو أيو في الغالب على ثاني أكسيد الكبريت. يدور مداره عبر خطوط القوة المغناطيسية القوية لكوكب المشترى، مما يحول أيو إلى مولد كهربائي. فمع دوران المشترى، تجرَِد القوى المغناطيسية حوالي طنًا من مادة أيو في كل ثانية، فتصبح المادة مُتأينةً وتُشكل سحابةً من الإشعاع على شكل دونات تدعى طارة البلازما. يتم سحب بعض الأيونات إلى الغلاف الجوي العلوي للمشترى وإنشاء الشفق. وكمثال على هذا النشاط تم رصده بواسطة تلسكوب هابل الفضائي الذي كشف عن تأثيرات أيو، جور جوفيان آخر وجانيميد في شفق المشترى في عام 2018.
كما يتمتع Io أيضًا بجو قابل للطي، فوفقًا للملاحظات الواردة من تلسكوب Gemini North في هاواي وEchelon Cross Echelle Spectrograph (TEXES) الذي صدر في عام 2018. يتجمد غلاف ثاني أكسيد الكبريت من الغاز، بينما يكون أيو في ظل المشترى كل يوم. عندما يعود أيو إلى ضوء الشمس، يتحول ثاني أكسيد الكبريت المتجمد إلى غاز مرة أخرى. ويشتبه العلماء في وجود هذه الظاهرة منذ فترة طويلة، ولكن بعد هذه الدراسة الجديدة -التي شهدت جو Io في الظلام للمرة الأولى- أكد الباحثون ذلك. وقد تعرضت المنظمة الدولية للبيئة إلى تدقيق مكثف في السنوات الأخيرة، حيث يحاول العلماء تفسير سبب وجود البراكين الأكثر نشاطًا في النظام الشمسي. بالإضافة إلى أن النتائج الأخيرة تتضمن ملاحظات القمر والتي يمكن استنتاجها فقط. وأوضحت دراسة أجريت في عام 2015 لماذا تبدو البراكين الأكثر تفرخًا في أيو متقابلة من حيث يتوقع العلماء أن تكون. في حين أشارت النماذج السابقة إلى أن المناطق ذات التدفئة الأكثر كثافة سيكون لديها براكين أكثر نشاطًا، فقد كان الأكثر نشاطًا في الشرق. وتقترح الدراسة أنه إذا كان هناك محيط ممزوج بالصخور المنصهرة والصلبة تحت القمر، فإن أجزاء الصخور سوف تحارب بعضها البعض وتخلق المناطق التي يقابلها العلماء. ومع ذلك، فإن وجود محيط مصهور في دراسة عام 2017، والتي أظهرت أن بعض الشفق الذي يمكننا رؤيته في الجو قد تم تثبيته بواسطة محيط تحت الأرض. وبعبارة أخرى، لا يُمكننا أن نرى سوى الشفق؛ لأن القمر ليس له على الأرجح أي محيط ذائب، وخلصت الدراسة إلى ذلك.
قد تأتي الإحصاءات المتعلقة بسطح أيو أيضًا من خريطة عام 2012 التي نشرتها هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية -وهي أول خريطة تتضمن السطح بأكمله- وقال الباحثون إن النشاط البركاني سيكون من بين الأشياء التي يُمكن دراستها مع هذه الخريطة. وتتضمن الصور ملاحظات من مركبة الفضاء Voyager 1 وVoyager 2، بالإضافة إلى Galileo.
في حين أنه لا توجد مُهمة مخططة على وجه التحديد للنظر إلى أيو، إلا أن هناك بعثات أُخرى توجد الآن بالقرب من القمر مثل: مركبة الفضاء Juno أو ستكون في السنوات المقبلة. في عام 2020، ستقوم بعثة “يوروبا كليبر” التابعة لـ DNASA بالتحقيق في مدى قابلية القمر الآخر الجليلي (يوروبا). وستركز بعثة JUPiter ICy Moons Explorer التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية والمقرر إطلاقها في عام 2022 على يوروبا Europa، جانيميديا Ganymede وكاليستو.Callisto في هذه الأثناء تستمر الملاحظات من الأرض. وفي بعض الأحيان تكون البراكين في أيو عنيفة بما يكفي لإنتاج صور مذهلة حتى من بعيد!
كتابة: ملاك فريد
مراجعة: هدير أحمد شوالي
تصميم: أميرة فيصل
تحرير: هدير رمضان
