Io é a mais interna e a segunda menor das quatro luas galileanas de Júpiter. Ligeiramente maior que a Lua terrestre, é o quarto maior satélite natural do Sistema Solar, tem a maior densidade e a mais forte gravidade superficial de qualquer satélite natural, e contém a menor quantidade de água por proporção atômica de qualquer objeto astronômico conhecido no Sistema Solar. É, em outras palavras, um mundo de superlativos antes mesmo de chegar ao que o torna famoso.
Essa fama vem de baixo: com mais de 400 vulcões ativos, Io é o objeto geologicamente mais ativo do Sistema Solar. Vários de seus vulcões disparam plumas de enxofre e dióxido de enxofre tão altas quanto 500 km acima da superfície. Sua superfície também está pontilhada com mais de 100 montanhas elevadas por compressão extensiva na base de sua crosta silicatada, e alguns desses picos são mais altos que o Monte Everest.
Io se tornou assim por estar preso em um aperto gravitacional entre Júpiter e suas luas vizinhas – um aperto que nunca se solta, e que transformou uma lua rochosa comum no mundo mais violentamente ativo que conhecemos.
Avistada há quatro séculos, compreendida em 1979
A primeira observação relatada de Io foi feita por Galileu Galilei em 7 de janeiro de 1610; Io e Europa foram vistos como corpos separados no dia seguinte, 8 de janeiro de 1610, a data que a IAU agora usa como data de descoberta oficial de Io. Por séculos depois, Io era simplesmente um ponto de luz – ninguém suspeitava do que estava acontecendo em sua superfície.
Isso mudou abruptamente em 1979. A atividade vulcânica em Io foi descoberta pela primeira vez naquele ano por Linda Morabito, uma cientista de imagem que trabalhava na Voyager 1, que avistou uma pluma inconfundível subindo da borda da lua em uma das imagens da nave. Foi a primeira vez que o vulcanismo ativo foi confirmado em qualquer lugar além da Terra. Desde então, observações de naves espaciais e astrônomos terrestres revelaram mais de 150 vulcões ativos em Io, com até 400 previstos existirem em 2024 – um corpo apenas ligeiramente maior que a Lua que pode ser mais vulcanicamente ativo que a própria Terra.
Um mundo sendo amassado pela gravidade
O vulcanismo de Io não é uma coincidência de química interna; é forçado. As forças de maré experimentadas por Io são cerca de 20.000 vezes mais fortes do que as forças de maré que a Terra experimenta da Lua, e a diferença vertical no bojo de maré de Io entre os pontos mais próximos e mais distantes de sua órbita pode ser de até 100 metros – toda a lua se flexiona fisicamente quando gira ao redor de Júpiter. Essa flexão gera calor diretamente, e o aquecimento de maré resultante produz até 200 vezes mais energia do que o decaimento radioativo sozinho produziria, que é o mecanismo que mantém a maioria dos mundos rochosos quentes por dentro.
Esse calor deve escapar de alguma forma, e o vulcanismo é como ele o faz. A maior depressão vulcânica em Io é Loki Patera, com 202 km de largura, e é consistentemente o vulcão mais forte da lua, contribuindo em média com 25% da produção global de calor de Io sozinho – uma característica vulcânica única responsável por um quarto da perda de calor interno de um mundo inteiro.
Tvashtar: O vulcão mais observado de Io
Em 1999, uma cortina de lava com aproximadamente 25 km de comprimento e 1 a 2 km de altura foi vista erupcionando de uma patera no vulcão Tvashtar – um evento eruptivo único grande o suficiente para ser rastreado de telescópios terrestres. Anos depois, a nave espacial New Horizons sobrevoou Io em 28 de fevereiro de 2007, capturando imagens de uma grande pluma na mesma região de Tvashtar, fornecendo as primeiras observações detalhadas da maior classe de pluma vulcânica ioniana desde que a pluma de Pele foi observada em 1979.
Um coração de ferro sob uma pele de enxofre
A violência de Io se estende até sua estrutura. Tem uma densidade de 3,5275 g/cm³, a maior de qualquer lua regular do Sistema Solar – significativamente mais alta que as luas galileanas Ganimedes e Calisto, cujas densidades giram em torno de 1,9 g/cm³, e ligeiramente mais alta que nossa própria Lua em 3,344 g/cm³. Essa densidade vem do que Io é feito: rocha e metal, essencialmente sem gelo, com um núcleo metálico que constitui aproximadamente 20% de sua massa total.
Essa mesma compressão interna empurra o material para cima e para fora através de vulcões. As montanhas de Io têm em média 6 km de altura e atingem um máximo de aproximadamente 17,5 km em South Boösaule Montes, construídas não por construção vulcânica mas pela mesma compressão crustal que força lava à superfície em outros lugares da lua.
Uma lua que alimenta seu próprio campo magnético de Júpiter
A influência de Io não para em sua própria superfície. Ela atua como um gerador elétrico dentro da magnetosfera de Júpiter, desenvolvendo 400.000 volts através de si mesma e criando uma corrente elétrica de 3 milhões de ampères, liberando íons que inflam o campo magnético de Júpiter para mais que o dobro do seu tamanho. Uma única lua, em outras palavras, remodela significativamente o ambiente magnético do maior planeta do Sistema Solar.
A magnetosfera de Júpiter retribui removendo material: ela varre gases e poeira da atmosfera fina de Io a uma taxa de aproximadamente 1 tonelada por segundo, alimentando uma vasta nuvem de partículas que se arrasta através do sistema joviano. Io está simultaneamente moldando o campo magnético de Júpiter e sendo lentamente erodida por ele.
Estudada por naves espaciais, radiação e tudo
Alcançar Io de perto nunca foi fácil. A nave espacial Galileo chegou a Júpiter em 1995 após uma jornada de seis anos desde a Terra, e embora nenhuma imagem tenha sido tirada durante seu sobrevoo próximo de Io em 7 de dezembro de 1995 – a lua fica dentro de um dos cinturões de radiação mais intensos de Júpiter – o encontro ainda rendeu um resultado importante: a descoberta de um grande núcleo de ferro, semelhante ao encontrado nos planetas rochosos do sistema solar interno.
Loki Patera em si continua surpreendendo pesquisadores mesmo de longe. Em 8 de março de 2015, um raro alinhamento orbital entre Io e Europa permitiu aos pesquisadores determinar que Loki Patera passa por duas ondas separadas de ressurfaçamento de lava, explicando por que seu brilho muda aproximadamente a cada 400 a 600 dias – um ritmo vulcânico descoberto não pousando em Io, mas observando como sua luz mudou enquanto outra lua passava brevemente na frente dela.