Io je najpôsobivejší a druhý najmenší z Jupiterových štyroch Galileovych mesiacov. Je mierne väčší ako Zemský Mesiac, je štvrtou najväčšou prírodnou družicou slnečnej sústavy, má najvyššiu hustotu a najsilnejšiu povrchovú gravitáciu ľubovolnej prírodnej družice a obsahuje najmenšie množstvo vody podľa atómového pomeru akýchkoľvek známych astronomických objektov v slnečnej sústave. Je teda mimochodom svetom superlativov predtým, ako sa dokonca dostaneš k tomu, čo ho robí slávnym.
Táto sláva pochádza zdola: s viac ako 400 aktívnymi vulkánmi je Io geologicky najpôsobivejším objektom slnečnej sústavy. Niekoľko jeho vulkánov vypúšťa stĺpce síry a oxidu siričitého až 500 km nad povrch. Jeho povrch je tiež pokrytý viac ako 100 horami zdvihnute rozsiahle kompresiu na základe jeho silikátnej skorajú, a niektoré z týchto vrcholov sú vyššie ako Mount Everest.
Io sa stala takou, pretože bola chytená v gravitačnej zveráku medzi Jupiterom a jeho susediacimi mesiacmi – tlak, ktorý sa nikdy neuvoľní, a ktorý zmenil inak bežný kamenný mesiac na najviac násilne aktívny svet, ktorý poznáme.
Prvýkrát pozorovaná pred štyrmi storočiami, pochopená v roku 1979
Prvé hlásené pozorovanie Io uskutočnil Galileo Galilei 7. januára 1610; Io a Európa boli videné ako samostatné telesá nasledujúci deň, 8. januára 1610, dátum, ktorý teraz IAU používa ako oficiálny dátum objavu Io. Po storočiach Io bola len svetelný bod – nikto netušil, čo sa na jej povrchu dialo.
To sa prudko zmenilo v roku 1979. Vulkánska aktivita na Io bola prvýkrát objavená v tom roku Lindou Morabito, vedkyňou v oblasti spracovania obrazu pracujúcou na Voyager 1, ktorá spozorovala nezvratný stĺpec stúpajúci z okraja mesiaca v jednej z fotografií vesmírneho plavidla. Bolo to prvýkrát, keď bol aktívny vulkanizmus potvrdený kdekoľvek mimo Zeme. Od tých čias odhalili pozorovania vesmírnych plavidiel a pozemských astronómov viac ako 150 aktívnych vulkánov na Io, s predpokladom až 400 existujúcich do roku 2024 – teleso sotva väčšie ako náš Mesiac, ktoré môže byť vulkanicky aktívnejšie ako samotná Zem.
Svet, ktorý je stláčaný gravitáciou
Vulkanizmus Io nie je náhoda vnútornej chémie; je nútený. Prílivové sily, ktoré Io zažíva, sú približne 20 000-krát silnejšie ako prílivové sily, ktoré Zem zažíva od Mesiaca, a vertikálny rozdiel v Ionej prílivovej duti medzi najbližším a najvzdialenejším bodom jej obežnej dráhy môže byť až 100 metrov – celý mesiac sa fyzicky ohýba, keď sa pohybuje okolo Jupitera. Toto ohýbanie generuje teplo priamo a výsledné prílivové vyhrievanie vytvára až 200-krát viac energie, ako by sám rádioaktívny rozpad vytvoril, čo je mechanizmus, ktorý udržiava väčšinu kamenistých svetov v teplote.
Toto teplo musí niekam uniknúť a vulkanizmus je to, ako to robí. Najväčšia vulkánska depresia na Io je Loki Patera, ktorá je 202 km široká a je konzistentne najsilnejší vulkán na mesiaci, ktorý prispieva v priemere 25% k globálnej produkcii tepla Io samotného – jedinou vulkánskou vlastnosťou zodpovedajúcou za štvrtinu celkovej straty vnútorného tepla sveta.
Tvashtar: Najobservovanejší vulkán Io
V roku 1999 bolo pozorované záves lávy o dĺžke približne 25 km a výške 1 až 2 km eruptujúci z patéry vulkánu Tvashtar – jediná erupčná udalosť dostatočne veľká na to, aby bola sledovaná z pozemských ďalekohľadov. Roky neskôr letelo vesmírne plavidlo New Horizons okolo Io 28. februára 2007, pričom zachytávalo obrázky veľkého stĺpca v rovnakej oblasti Tvashtar, čo poskytlo prvé podrobné pozorovania najväčšej triedy ionických vulkanických stĺpcov od doby, keď bol Peleov stĺpec pozorovaný späť v roku 1979.
Železné srdce pod sírovatou kožou
Násilie Io sa rozprestiera do jeho štruktúry. Má hustotu 3,5275 g/cm³, najvyššiu zo všetkých pravidelných mesiacov slnečnej sústavy – výrazne vyššiu ako Galileove mesiace Ganymedes a Callisto, ktorých hustoty sú okolo 1,9 g/cm³, a mierne vyššiu ako náš vlastný Mesiac na 3,344 g/cm³. Táto hustota pochádza z toho, z čoho je Io vyrobená: skala a kov, v podstate bez ľadu, s kovovým jadrom tvoriaceho približne 20% jej celkovej hmotnosti.
Táto rovnaká vnútorná kompresia tlačí materiál smerom nahor a von cez vulkány. Ioho hory majú v priemere 6 km na výšku a dosahujú maxima približne 17,5 km v South Boösaule Montes, postavené nie vulkanickou stavbou, ale rovnakou kôrovou kompresiou, ktorá tlačí lávu na povrch inde na mesiaci.
Mesiac, ktorý pohybuje Jupiterovým vlastným magnetickým poľom
Vplyv Io sa nezastavuje na jeho vlastnom povrchu. Funguje ako elektrický generátor v rámci Jupiterovej magnetosféry, vyvíjajúci 400 000 voltov cez seba a vytvárajúci elektrický prúd 3 miliónov ampérov, uvoľňujúci ióny, ktoré nafukujú Jupiterovo magnetické pole na viac ako dvojnásobok jeho veľkosti. Jediný mesiac, stručne povedané, zmysluplne pretvára magnetické prostredie najväčšej planéty slnečnej sústavy.
Jupiterova magnetosféra vracia službu tým, že odstraňuje materiál: zmetá plyny a prach z tenkej atmosféry Io rýchlosťou približne 1 tona za sekundu, živiac obrovský oblak časticí, ktoré sa tiahnu cez jupitertovský systém. Io zároveň formuje Jupiterovo magnetické pole a je pomaly erodovana ním.
Študovaná vesmírnymi plavidlami, žiarením a všetkým
Dostať sa k Io nablízku nebolo nikdy ľahké. Vesmírne plavidlo Galileo dorazilo k Jupiteru v roku 1995 po šesťročnej ceste zo Zeme a hoci počas jeho tesného preletu okolo Io 7. decembra 1995 nebol možný žiadny obrázok – mesiac leží v jednom z najintenzívnejších radiačných pásov Jupitera – stretnutie napriek tomu prinieslo veľký výsledek: objavenie veľkého železného jadra, podobný tomu, ktorý sa nachádza na skalnatých planétach vnútornej slnečnej sústavy.
Samotný Loki Patera naďalej zaskakuje výskumníkov aj na diaľku. 8. marca 2015 umožnila vzácna orbitálna vyrovnanosť medzi Io a Európou výskumníkom určiť, že Loki Patera prechádzajú dvoma samostatnými vlnami obnovy lávou, čo vysvetľuje, prečo sa jej jas mení približne každých 400 až 600 dní – vulkanický rytmus objavený nie pristátím na Io, ale sledovaním toho, ako sa jej svetlo zmenilo, keď iný mesiac stručne prešiel pred ňou.