Τα φεγγάρια του Δία θα μπορούσαν να ζεσταίνουν ο ένας τον άλλο μέσω παλιρροιακού συντονισμού

Τα τέσσερα μεγαλύτερα φεγγάρια του Δία σε σειρά από απόσταση από τον Δία: Io, Europa, Ganymede και Callisto. Πίστωση: NASA / JPL / DLR

Η βαρυτική ώθηση και έλξη ΖεύςΤα φεγγάρια θα μπορούσαν να ευθύνονται για περισσότερη θέρμανση από τον γίγαντα αερίου Δία μόνο.

Τα φεγγάρια του Δία είναι ζεστά.

Λοιπόν, πιο ζεστό από ό, τι θα έπρεπε, γιατί είναι τόσο μακριά από τον ήλιο. Σε μια διαδικασία που ονομάζεται παλιρροιακή θέρμανση, βαρυτικά ρυμουλκά από τα φεγγάρια του Δία και ο ίδιος ο πλανήτης τεντώνουν και συμπιέζουν τα φεγγάρια αρκετά για να τα ζεστάνουν. Ως αποτέλεσμα, μερικά από τα παγωμένα φεγγάρια περιέχουν εσωτερικούς χώρους αρκετά ζεστούς για να φιλοξενήσουν ωκεανούς υγρού νερού, και στην περίπτωση του βραχώδους φεγγαριού Io, η παλιρροιακή θέρμανση λιώνει το βράχο σε μάγμα.

Οι ερευνητές πίστευαν προηγουμένως ότι ο γίγαντας αερίου Δίας ήταν υπεύθυνος για το μεγαλύτερο μέρος της παλιρροιακής θέρμανσης που σχετίζεται με το υγρό εσωτερικό των φεγγαριών, αλλά μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Γεωφυσικές Ερευνητικές Επιστολές διαπίστωσαν ότι οι αλληλεπιδράσεις σελήνης-φεγγαριού μπορεί να είναι πιο υπεύθυνες για τη θέρμανση από ότι μόνο ο Δίας.

«Είναι εκπληκτικό γιατί τα φεγγάρια είναι πολύ μικρότερα από τον Δία. Δεν θα περιμένατε να είναι σε θέση να δημιουργήσουν μια τόσο μεγάλη παλιρροιακή απάντηση », δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της εφημερίδας Hamish Hay, μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο εργαστήριο Jet Propulsion στο Pasadena της Καλιφόρνια, ο οποίος έκανε την έρευνα όταν ήταν μεταπτυχιακός φοιτητής στο το Σεληνιακό και Πλανητικό Εργαστήριο του Πανεπιστημίου της Αριζόνα.

Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα φεγγάρια επηρεάζουν το ένα το άλλο είναι σημαντική επειδή μπορεί να ρίξει φως στην εξέλιξη του συστήματος του φεγγαριού στο σύνολό του. Ο Δίας έχει σχεδόν 80 φεγγάρια, τα τέσσερα από τα οποία είναι τα Io, Europa, Ganymede και Callisto.

READ  Ηφαίστειο Yellowstone: 82 σεισμοί πέφτουν στο αμερικανικό σούπερ ηφαίστειο - Παρασκευάζεται έκρηξη; | Επιστήμη | Νέα

“Η διατήρηση των υποθαλάσσιων ωκεανών κατά της κατάψυξης σε γεωλογικούς χρόνους απαιτεί μια λεπτή ισορροπία μεταξύ της εσωτερικής θέρμανσης και της απώλειας θερμότητας, αλλά έχουμε αρκετά αποδεικτικά στοιχεία ότι η Europa, η Ganymede, η Callisto και άλλα φεγγάρια πρέπει να είναι ωκεανοί κόσμοι”, δήλωσε ο συν-συγγραφέας Antony Trinh, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Σεληνιακό και Πλανητικό Εργαστήριο. «Το Io, το φεγγάρι της Γαλιλαίας που βρίσκεται πλησιέστερα στον Δία, δείχνει εκτεταμένη ηφαιστειακή δραστηριότητα, μια άλλη συνέπεια της παλιρροιακής θέρμανσης, αλλά σε υψηλότερη ένταση που πιθανώς βιώνουν άλλοι επίγειοι πλανήτες, όπως η Γη, στην πρώιμη ιστορία τους. Τελικά, θέλουμε να κατανοήσουμε την πηγή όλης αυτής της θερμότητας, τόσο για την επίδρασή της στην εξέλιξη όσο και στη βιωσιμότητα των πολλών κόσμων σε όλο το ηλιακό σύστημα και πέρα ​​από αυτό. “

Παλιρροιακός συντονισμός

Το τέχνασμα για την παλιρροιακή θέρμανση είναι ένα φαινόμενο που ονομάζεται παλιρροιακός συντονισμός.

«Ο συντονισμός δημιουργεί περισσότερη θέρμανση», είπε ο Hay. «Βασικά, αν σπρώξετε οποιοδήποτε αντικείμενο ή σύστημα και το αφήσετε, θα ταλαντεύεται με τη φυσική του συχνότητα. Εάν συνεχίζετε να πιέζετε το σύστημα στη σωστή συχνότητα, αυτές οι ταλαντώσεις γίνονται όλο και μεγαλύτερες, όπως ακριβώς όταν πιέζετε μια κούνια. Αν σπρώξετε την ταλάντευση τη σωστή στιγμή, πηγαίνει ψηλότερα, αλλά πάρετε το χρονισμό λανθασμένο και η κίνηση της κούνιας μειώνεται. “

Η φυσική συχνότητα κάθε φεγγαριού εξαρτάται από το βάθος του ωκεανού της.

«Αυτοί οι παλιρροιακοί συντονισμοί ήταν γνωστοί πριν από αυτό το έργο, αλλά ήταν γνωστοί μόνο για παλίρροιες λόγω του Δία, το οποίο μπορεί να δημιουργήσει αυτό το αποτέλεσμα συντονισμού μόνο εάν ο ωκεανός είναι πραγματικά λεπτός (λιγότερο από 300 μέτρα ή κάτω από 1.000 πόδια), κάτι που είναι απίθανο», δήλωσε ο Hay. . «Όταν οι παλιρροιακές δυνάμεις δρουν σε έναν παγκόσμιο ωκεανό, δημιουργεί ένα παλιρροιακό κύμα στην επιφάνεια που καταλήγει να διαδίδεται γύρω από τον ισημερινό με μια συγκεκριμένη συχνότητα ή περίοδο.»

READ  Παρακολούθηση COVID-19 στην Αλάσκα: Αναφέρθηκαν 92 νέες περιπτώσεις το Σάββατο

Σύμφωνα με το μοντέλο των ερευνητών, η επιρροή του Δία από μόνη της δεν μπορεί να δημιουργήσει παλίρροιες με τη σωστή συχνότητα να αντηχεί με τα φεγγάρια επειδή οι ωκεανοί των φεγγαριών πιστεύεται ότι είναι πολύ παχύρρευστοι. Μόνο όταν οι ερευνητές πρόσθεσαν στη βαρυτική επίδραση των άλλων φεγγαριών άρχισαν να βλέπουν τις παλιρροιακές δυνάμεις να πλησιάζουν τις φυσικές συχνότητες των φεγγαριών.

Όταν οι παλίρροιες που δημιουργούνται από άλλα αντικείμενα στο σύστημα του φεγγαριού του Δία ταιριάζουν με τη συντονισμένη συχνότητα κάθε φεγγαριού, το φεγγάρι αρχίζει να βιώνει περισσότερη θέρμανση από αυτό λόγω των παλίρροων που ανεβαίνει μόνο ο Δίας και στις πιο ακραίες περιπτώσεις, αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει στην τήξη του πάγου ή ροκ εσωτερικά.

Για τα φεγγάρια να βιώσουν τον παλιρροϊκό συντονισμό, οι ωκεανοί τους πρέπει να έχουν πάχος δεκάδων έως εκατοντάδων χιλιομέτρων – το πολύ λίγων εκατοντάδων μιλίων – το οποίο κυμαίνεται στις τρέχουσες εκτιμήσεις των επιστημόνων. Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένες επιφυλάξεις στα ευρήματα των ερευνητών.

Το μοντέλο τους υποθέτει ότι οι παλιρροιακοί συντονισμοί δεν γίνονται ποτέ υπερβολικοί, είπε ο Hay. Αυτός και η ομάδα του θέλουν να επιστρέψουν σε αυτήν τη μεταβλητή στο μοντέλο και να δουν τι θα συμβεί όταν άρουν αυτόν τον περιορισμό.

Ο Hay ελπίζει επίσης ότι οι μελλοντικές μελέτες θα είναι σε θέση να συμπεράνουν το πραγματικό βάθος των ωκεανών μέσα σε αυτά τα φεγγάρια.

Αναφορά: “Powering the Galilean Satellites with Moon ‐ Moon Tides” των Hamish CFC Hay, Antony Trinh και Isamu Matsuyama, 19 Ιουλίου 2020, Γεωφυσικές Ερευνητικές Επιστολές.
DOI: 10.1029 / 2020GL088317

READ  Οι επιστήμονες ανακαλύπτουν τρόπο να κάνουν τις κβαντικές καταστάσεις να διαρκέσουν 10.000 φορές περισσότερο

Αυτή η μελέτη χρηματοδοτήθηκε από ΝΑΣΑΤο πρόγραμμα Habitable Worlds.

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *