Благодаря миссии «Галилео» на рубеже тысячелетий выяснилось, что на Ио просто нет живого места: порой там одновременно извергаются больше десятка вулканов, которые могут выбрасывать соединения серы аверх на несколько сотен километров. Потоки лавы и целые ее озера все время меняют ландшафт этого небесного тела. Но каким бы горячим спутник ни был в момент образования, он давно должен был бы остыть, а его вулканы — потухнуть.
Почти сразу после открытия на Ио вулканов ученые предположили, что свою внутреннюю энергию, выбрасываемую извержениями на поверхность, спутник черпает из мощных приливов. Юпитер в триста раз тяжелее Земли, и, согласно оценкам, вызванные им приливы прогибают поверхность Ио вверх и вниз более чем на десять метров. Эти деформации приводят к трению слагающих спутник пород друг о друга и выделению достаточного для вулканов количества тепла. Кроме того, из-за эллиптической орбиты Ио постоянно приближается к Юпитеру и удаляется от него, и изменения в силе притяжения тоже способствуют деформациям и дополнительному нагреву. Однако потери механической энергии вращения на нагрев со временем должны были сделать орбиту спутника почти круговой и затормозить его вращение так, чтобы он всегда был повернут к Юпитеру одной стороной. Но и этому противоречию нашлось объяснение. Разгадка кроется в других спутниках Юпитера — период обращения Европы ровно вдвое, а Ганимеда вчетверо больше, чем у Ио. То есть луны Юпитера находятся в так называемом резонансе Лапласа, который приводит к активной перекачке энергии между ними и поддержанию эллиптичности орбиты Ио. Вращение спутников и Юпитера вокруг своей оси, а также приливные движения на этих небесных телах, делают ситуацию крайне запутанной. И ранее попытки разобраться с поведением Ио терпели фиаско. Лишь недавно астрофизики из Парижской обсерватории и Королевской обсерватории Бельгии опубликовали в журнале Nature статью, которая наконец внесла ясность. На основе детальных компьютерных расчетов, опирающихся на астрофизические наблюдения с 1891 года, ученые установили, что вулканизм Ио действительно объясняется приливным нагревом и сейчас спутник находится в состоянии энергетического равновесия. Ио постепенно приближается к Юпитеру, а Европа и Ганимед удаляются. Это означает, что уже в ближайшие сто миллионов лет система может выйти из состояния резонанса Лапласа, и тогда вулканы на Ио неизбежно потухнут.
Любопытно, что похожий механизм генерации внутреннего тепла за счет периодического сжатия и расширения вращающейся по эллиптической орбите планеты позволил астрофизикам из Принстонского университета объяснить необычную «толщину» некоторых газовых гигантов наподобие Юпитера. Часть из них, найденная за пределами Солнечной системы, не вписывалась в общепринятую теорию: планеты были примерно на треть «толще», чем предполагали ученые.
