Io je nejniternější a druhý nejmenší ze čtyř Galileových měsíců Jupitera. Mírně větší než Měsíc, je čtvrtým největším přirozeným satelitem sluneční soustavy, má nejvyšší hustotu a nejsilnější povrchovou gravitaci libovolného přirozeného satelitu a obsahuje nejmenší množství vody podle atomárního poměru jakéhokoli známého astronomického objektu v sluneční soustavě. Je to, stručně řečeno, svět superlativů, než se vůbec dostaneš k tomu, co ho dělá skvělým.
Tato sláva pochází zespodu: s více než 400 aktivními vulkány je Io geologicky nejaktivnějším objektem sluneční soustavy. Několik jejích vulkánů vypuzuje sloupce síry a oxidu siřičitého až 500 km nad povrch. Její povrch je také posypaný více než 100 horami zdviženými rozsáhlou kompresí na základně křemičitanového pláště a některé z těchto vrcholů jsou vyšší než Mount Everest.
Io se takto stala tím, že byla zachycena v gravitační svěrce mezi Jupiterem a jeho sousedními měsíci – v tlaku, který se nikdy neuvolní, a který proměnil jinak běžný kamenný měsíc na nejnásilněji aktivní svět, který známe.
Poprvé pozorováno před čtyřmi staletími, pochopeno v roce 1979
První hlášené pozorování Io provedl Galileo Galilei 7. ledna 1610; Io a Evropa byly vidět jako samostatné tělesa následujícího dne, 8. ledna 1610, datum nyní používáno MMU jako oficiální datum objev Io. Po staletí poté byla Io jen světelný bod – nikdo neměl tušení, co se na jejím povrchu dělo.
To se prudce změnilo v roce 1979. Vulkanická aktivita na Io byla poprvé objevena v tom roce Lindou Morabito, vědkyní v oblasti zpracování obrazu pracující na Voyager 1, která zpozorovala nezvratný sloup stoupající z okraje měsíce v jedné z fotografií vozítka. Byla to poprvé, kdy byla aktivní vulkanismu potvrzena někde mimo Zemi. Od té doby odhalila pozorování vesmírných lodí a pozemských astronomů více než 150 aktivních vulkánů na Io, přičemž do roku 2024 je předpovídáno 400 vulkánů – těleso sotva větší než náš měsíc, které může být vulkanicky aktivnější než Země sama.
Svět, který je masírován gravitací
Vulkanismus Io není náhodou vnitřní chemie; je vynucený. Slapové síly, které Io zažívá, jsou přibližně 20 000krát silnější než slapové síly, které Země zažívá od Měsíce, a vertikální rozdíl v Ioanském slapovém vyboulení mezi nejbližším a nejvzdálenějším bodem jeho oběhu může být až 100 metrů – celý měsíc se fyzicky ohýbá, když se houpá kolem Jupitera. Toto ohýbání generuje teplo přímo a výsledné slapové vytápění produkuje až 200krát více energie, než by sám radioaktivní rozpad vytvořil, což je mechanismus, který udržuje většinu kamenistých světů v teplu.
Toto teplo musí nějak uniknout a vulkanismus je ten způsob. Největší vulkanická deprese na Io je Loki Patera, která je 202 km široká, a je konzistentně nejsilnějším vulkánem na měsíci, přispívajícím v průměru 25% k Ioanu globální produkce tepla pouze sám – jediná vulkanická vlastnost odpovídající za jednu čtvrtinu ztráty vnitřního tepla celého světa.
Tvashtar: Nejpozorovanější vulkán Io
V roce 1999 bylo pozorováno pyšné lávové opony o délce přibližně 25 km a výšce 1 až 2 km eruptující z patéry u vulkánu Tvashtar – jediná erupční událost dostatečně velká na to, aby byla sledována z pozemských teleskopů. Roky později letěla vesmírná loď New Horizons kolem Io 28. února 2007, zachytávajíc snímky velkého sloupce ve stejné oblasti Tvashtar, které poskytly první detailní pozorování největší třídy ionských vulkanických sloupců od doby, kdy byl Peleův sloupec pozorován zpět v roce 1979.
Železné srdce pod sírovatou kůží
Násilí Io se táhne do jeho struktury. Má hustotu 3,5275 g/cm³, nejvyšší ze všech běžných měsíců sluneční soustavy – výrazně vyšší než Galileovy měsíce Ganymedes a Callisto, jejichž hustoty se pohybují kolem 1,9 g/cm³, a mírně vyšší než náš vlastní měsíc na 3,344 g/cm³. Tato hustota pochází z toho, z čeho je Io vyrobeno: hornina a kov, v zásadě bez ledu, s kovovým jádrem tvořícím přibližně 20% jeho celkové hmotnosti.
Tato stejná vnitřní komprese tlačí materiál vzhůru i ven přes vulkány. Hory Io jsou v průměru 6 km vysoké a dosahují maxima přibližně 17,5 km v South Boösaule Montes, postaven ne vulkanickou stavbou ale stejnou kůrovou kompresí, která vytlačuje lávu na povrch jinde na měsíci.
Měsíc, který poháníí Jupiterovo vlastní magnetické pole
Vlivem Io se nezastavuje na jeho vlastním povrchu. Funguje jako elektrický generátor v Jupiteově magnetosféře, vyrábí 400 000 voltů přes sebe a vytváří elektrický proud 3 miliony ampérů, uvolňující ionty, které nadoufají Jupiterovo magnetické pole více než dvojnásobek jeho velikosti. Jediný měsíc, stručně řečeno, významně přetváří magnetické prostředí největší planety sluneční soustavy.
Jupiterova magnetosféra vrací laskavost tím, že odstraňuje materiál: smetá plyny a prach z tenké atmosféry Io tempem přibližně 1 tuny za sekundu, živící obrovský mrak částic táhnoucích se jupiteriánským systémem. Io současně formuje Jupiterovo magnetické pole a je pomalu erodin.
Studováno vesmírnými loděmi, zářením a vším
Dosáhnout Io blízko není nikdy bylo snadné. Vesmírná loď Galileo dorazila k Jupiteru v roce 1995 po šestileté cestě ze Země a ačkoli během jejího těsného průletu okolo Io dne 7. prosince 1995 nebyly pořízeny žádné fotografie – měsíc se nachází v jednom z Jupiterových nejintenzivnějších radiačních pásů – setkání přesto přineslo velký výsledek: objev velkého železného jádra, podobného tomu, které se nachází na skalnatých planetách vnitřní sluneční soustavy.
Samotná Loki Patera pokračuje v překvapování vědců i z dálky. 8. března 2015 umožnila vzácná orbitální vyrovnání mezi Io a Evropou vědcům určit, že Loki Patera prochází dvěma samostatnými vlnami povrchové obnovy lávy, vysvětluje, proč se její jas mění přibližně každých 400 až 600 dní – vulkanický rytmus objevený ne přistáním na Io, ale sledováním toho, jak se jeho světlo změnilo, když krátce měsíc prošel kolem ní.