1979년 3월 5일, 목성형 행성 탐사선 보이저 1호는 목성에 근접하면서 수많은 사진을 보내오고 있었다. 3월 8일 보이저1호는 자신의 위치를 알려주기 위해 목성의 주위를 도는 4개의 위성(이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토)사진을 촬영해 지구로 보냈다.

당시 린다 모라비토 제트추진연구소 미션담당 엔지니어는 배경의 별들을 뚜렷하게 보이도록 처리한 이오 사진에서 300km나 솟아오르고 있는 구름을 발견했다.

처음에 그녀는 이 구름이 이오 뒷편에 있는 달일 것으로 생각했다. 하지만 그 위치에는 아무것도 있을 수 없었다. 이 연기는 활화산에서 뿜어져 나오고 있었다. 그 구름은 1,200km나 넓게 퍼져 있었다.

태양계에서는 지구에서만 유일하게 존재하는 듯 보였던 활화산의 존재가 또다른 천체에서 처음 드러나는 순간이었다.

최초로 이오를 가까이에서 촬영한 우주탐사선인 파이어니어 10호와 파이어니어 11호는 각각 1973년 12월과 1974년 12월에 목성을 지나쳤지만 이오의 정확한 질량과 크기를 측정하는데 그쳤다.

보이저1호가 화산 연기 사진을 찍어 보냈을 때 과학자들은 이것이 화산폭발에 의한 것이라고 생각했다. 하지만 아니라는 게 금세 자명해졌다.

이오에서 최초로 발견된 지형은 펠레화산으로서 말그대로 우리태양계에서 가장 뜨거운 화산이다. 온도가 1,800K(섭씨 1,527도)로서 태양표면 온도의 3분의 1에 달하며 황으로 된 연기가 500km까지 솟구치게 만들고 있다.

이 연기는 너무 커서 지구궤도상의 허블망원경으로도 볼 수 있다.

과학자들은 이 거대한 연기를 만들어내는 이오의 화산이 지구의 온천과 같은 지형환경이라고 생각하기에 이르렀다.

관측결과 이오 대기의 90%가 황과 이산화황으로 구성돼 있었다. 액체화된 이산화황이 지표면 아래의 아주 뜨거운 용암과 접촉하게 되면 이 끓는 액체는 급속히 솟아올라 빠른 속도의 가스 기둥을 만들어 낸다. 특히 이오의 중력은 지구의 6분의 1에 불과하고 대기압도 낮다. 하지만 이 가스는 엄청나게 차가운 지표면에서 즉시 얼어버린다. 이후 발사된 갈릴레오에 탑재된 계측기는 화산 분출 몇 분 만에 지상으로 떨어져 언 이산화황 눈꽃송이 입자를 즉각 감지해 냈다.

이처럼 이오는 활화산에 의해 지배받으면서도 매우 차가운 위성임이 드러났다.

화산분출을 하는 곳은 말그대로 지글지글 끓지만 이오의 지표면 대부분은 섭씨 영하 123도에서 0도 이하다.

과학자들은 이 차가운 이오가 어떻게 화산을 갖게 됐는지에 대해 궁금증을 가졌다. .

결국 차가운 위성 이오의 이같은 극단적인 지질 활동은 목성과 다른 갈릴레이 위성인 유로파, 가니메데, 칼리스토가 밀고 당겨 생기는 조석의 힘으로 이오가 가열되기 때문이라는 사실이 드러났다. 이오의 지각은 조석의 힘에 의해 100미터 이상 불룩하게 튀어나오고 있었다.

적외선 관측 결과 이오는 조석의 힘에 의해 125조와트(W)의 열에너지를 갖게 됐다. 이는 펑방미터당 2.5W의 엄청난 에너지를 품고 있다는 것을 의미했다.

방사성동위원소 붕괴 등에 따라 내부에서 열을 발생시키는 지구가 가지는 평균 열흐름은 평방미터당 0.06W다. (지구는 이 지각 아래에 있는 열의 대류에 의해 지구내부 맨틀을 움직이게 되고, 그 결과 화산은 지각판의 얇은 부분을 뚫고 나온다.) 달이 지구를 당기는 힘은 평방미터당 0.02W에 불과하다.

명왕성과 카이퍼대 탐사를 목표로 발사된 뉴 호라이즌스 호는 2007년 2월 28일에 목성과 이오를 지나쳤다. 이오 주변을 지나면서 촬영한 데이터에는 트바쉬타 화산에서 거대한 분출이 일어나는 사진들이 포함돼 있다. 이로써 1979년 펠레 화산 발견 이후 가장 큰 규모의 분출을 처음으로 자세히 관측할 수 있었다.

나사가 발사한 보이저 1호는 현재까지 작동하고 있는 722kg무게의 무인 태양계 탐사선이다. 이 탐사선은 보이저 계획에 따라 1977년 9월 5일에 발사됐다.