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    艾奧本身沒有磁場，因此，電子沿著木星的磁場接近艾奧并直接撞擊到衛(wèi)星的大氣層。越多的電子撞擊大氣層，極光就越明亮，而磁力線是與衛(wèi)星正切的（也就是說接近赤道），因此在那兒經(jīng)過的氣柱會最長。極光與艾奧上的正切點的結(jié)合被觀察到的"晃動"指出木星的傾斜磁偶極場變化方向。

    艾奧的第一份觀測報告是伽利略在161o年1月7日提出的。艾奧和木星其它伽利略衛(wèi)星的現(xiàn)被表在伽利略于的161o年3月出版的星界報告。

    西門馬里烏斯于1614出版的馬里烏斯木星報中聲稱，他于16o9年就現(xiàn)了艾奧和木星的其它衛(wèi)星，比伽利略早了一個星期。伽利略質(zhì)疑這個聲明，并且反駁馬里烏斯剽竊、抄襲他的成就。因為伽利略在馬里烏斯之前就布了他的現(xiàn)，而且相信馬里烏斯也知道這件事。

    在后來的兩個半世紀(jì)，艾奧仍未被解析過，在天文學(xué)家的望遠(yuǎn)鏡中仍然只是一個亮度5等的光點。在17世紀(jì)，艾奧和其他的伽利略衛(wèi)星為各種各樣的目的服務(wù)，像是協(xié)助船員們進行經(jīng)度的測量，驗證開普勒的行星運動第三定律，和測量光線在旅行在木星和地球之間的時間    。以卡西尼等人建立的星歷表為基礎(chǔ)，拉普拉斯創(chuàng)造了一種數(shù)學(xué)的理論來解釋艾奧、歐羅巴、和蓋尼米得的軌道共振    。這種共振在日后現(xiàn)對這三顆衛(wèi)星的地質(zhì)有深遠(yuǎn)的影響。

    望遠(yuǎn)鏡技術(shù)的改進，使19世紀(jì)末2o世紀(jì)初的天文學(xué)家有能力在解析（能看得見）出在艾奧上大區(qū)域的表面特點。

    在189o年代，巴納德先觀察到艾奧的赤道和極區(qū)之間在光度上的變化，正確的測量出這兩個地區(qū)的光度變化是來自顏色和反照率的不同，而不是因為艾奧呈現(xiàn)卵型，一如威廉·皮克林和他的同伴所主張的，而不是巴納德最初所主張的是兩個不同的天體    。之后的望遠(yuǎn)鏡觀測證實了艾奧很明確的在極區(qū)是紅棕色的，而赤道帶是黃白色的。

    在2o世紀(jì)中期的望遠(yuǎn)鏡觀測開始注意到艾奧異常的本質(zhì)。分光鏡的觀測建議艾奧的表面沒有水冰（在其它的伽利略衛(wèi)星上被現(xiàn)含量豐富的物質(zhì)）；同樣的觀測亦表面主要的成分是鈉鹽和硫磺。    電波望遠(yuǎn)鏡的觀測揭露了艾奧對木星的磁層有所影響，如被觀察到的十米的波長爆與艾奧的軌道周期有關(guān)    。

    通過艾奧附近的第一艘航天器是先驅(qū)者1o號和先驅(qū)者11號這一對孿生的航天器，分別在1973年12月3日和1974年12月2日    以無線電追蹤提供了艾奧質(zhì)量的改善估計值、與艾奧尺寸的最佳值。認(rèn)為艾奧是四顆伽利略衛(wèi)星中密度最高的，主要是由硅酸鹽的巖石組成，而不是水冰組成的。

    先驅(qū)者號也揭露艾奧有稀薄的大氣層，軌道附近有強烈的輻射傳送帶。先驅(qū)者11號的照相機獲得的唯一一張好的照片，顯示了艾奧的北極地區(qū)。先驅(qū)者1o號原先計劃在近距離的接近艾奧時拍攝照片，但是這項觀測因為高輻射的環(huán)境而失敗了    。

    當(dāng)另一對航天器旅行者1號和旅行者2號在1979年掠過艾奧，它們更為先進的影像系統(tǒng)可以獲得更好的影像。

    旅行者1號在1979年3月5日從2o,6oo公里飛掠過這顆衛(wèi)星    ，它傳回在接近的影像顯露很奇怪、多彩多姿卻沒有撞擊坑的    。分辨率最高的影像顯示出相對年輕的表面點綴著其形怪狀的凹坑，山比艾佛勒斯峰還要高，還有類似熔巖流的特征。

    在短暫的邂逅之后，旅行者工程師琳達(dá)·蒙娜碧朵注意到在一張影像中有一個流束從表面放射出來。分析旅行者1號拍攝的其他影像后，總共找到9張有這種流束的照片，證實了艾奧有活躍的火山活動。
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