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研究稱“潮汐加熱”或使木星衛星變暖

研究稱“潮汐加熱”或使木星衛星變暖

研究稱“潮汐加熱”或使木星衛星變暖

(神秘的地球uux.cn報道)據cnBeta:外媒BGR報道,木星是太陽系八大行星中體積最大的行星,而且有一大堆衛星圍繞著它運行。事實上,這顆氣態巨行星有近80顆衛星。這些衛星的奇怪之處在于,它們的溫度似乎比實際應有的溫度高不少,但為什么呢?

發表在《地球物理研究快報》上的新研究表明,這些衛星本身要為自己的變暖負責,或者至少它們要為彼此的變暖負責。這可能聽起來很奇怪,但當考慮到引力的影響時,它實際上是非常合理的。新研究的重點是一種稱為“潮汐加熱”的現象。簡而言之,“潮汐加熱”是指衛星在繞著宿主星球的軌道上經過時, 經由潮汐摩擦過程產生。

木衛二歐羅巴被認為在其冰凍的地殼下深藏著一個地下海洋。如果沒有“潮汐加熱”,根據木星離太陽的距離,這樣的事情可能是不可能的。這當然會影響像歐羅巴這樣的水世界,但它可能對巖石行星產生同樣的影響。

“在地質時期維持地下海洋不被凍結需要在內部加熱和熱量損失之間保持微妙的平衡,然而我們有幾個證據表明歐羅巴、木衛三蓋尼米得、木衛四卡里斯托和其他衛星應該是海洋世界,”該研究的共同作者Antony Trinh在一份聲明中說!半x木星最近的衛星木衛一顯示出廣泛的火山活動,這是潮汐加熱的另一個后果,但強度更高,可能是地球等其他行星在其早期歷史中經歷的。最終,我們希望了解所有這些熱量的來源,這是為了了解它對整個太陽系內外眾多世界的演化和宜居性的影響。"

研究人員通過運行模型來驗證這一理論。他們發現,木星不能單獨對潮汐力負責,將衛星本身納入模型是唯一能產生足夠潮汐力導致變暖的東西。

目前,木衛二歐羅巴是在太陽系內尋找外星生命的主要候選地之一?茖W家們認為,在這顆衛星上的地下海洋中,有可能有生命在茁壯成長,未來的任務也許能夠證明這一點。

相關報道:木星衛星之間的引力拉拽可能能解釋其變暖現象

(神秘的地球uux.cn報道)據cnBeta:外媒報道,來自亞利桑那大學的一項新研究表明,木星的四顆最大的衛星之所以溫暖是因為它們的重力場相互拉拽而產生的潮汐力。這種潮汐加熱可能有助于解釋木星的衛星系統進化方式。自1973年NASA的Pioneer 10飛越木星以來,這顆巨大的行星就給我們人類帶來了越來越多的驚喜。

而令人困惑的是,木星80個衛星中最大的4個--Galilean Moons Io(木衛一)、Europa(木衛二)、Ganymede(木衛三)和Callisto(木衛四)并不是距離太陽4.84億英里(7.78億公里)的冰封巖石球。相反,其中三個衛星的溫度高到可以在地表下形成全球海洋,而第四個衛星的內部溫度也很高,其布滿了活火山。

對此最明顯的解釋是由木星引力產生的潮汐力引起,當潮汐力對衛星進行拉伸和擠壓時它們的溫度會上升到足以使衛星內部保持液態且不會隨著地質年代的推移而冷卻下來。然而,根據加州帕薩迪納噴氣推進實驗室博士后Hamish Hay的亞利桑那小組的研究顯示,這些木星的潮汐不足以解釋星球內部擁有如此大熱量的現象。

這是因為木星的四大衛星太小,它們無法產生那種大的潮汐反應來產生如此顯著的升溫,不過如果木星系統中其他衛星的引力則就另當別論了。此時出現一種被稱為潮汐共振的現象。

“共振會產生更多的熱量,”Hay指出,“基本上,如果你推任何物體或系統然后放手,它就會以自己的固有頻率擺動。如果你一直以正確的頻率推動系統,這些擺動會越來越大,就像你推秋千一樣。如果你在正確的時間推動秋千它會蕩得更高,但如果時機不對秋千的運動就會被抑制!

“這些潮汐共振在這項工作之前就已經被發現了,但只有木星引起的潮汐最近才被發現,它只有在海洋非常。ㄐ∮300米或低于1000英尺)的情況下才會產生這種共振效應,而這是不太可能的。當潮汐力作用在海洋上時,它會在表面產生潮汐波,最終以一定的頻率或周期繞赤道傳播!

亞利桑那州的研究小組通過運行計算機模型發現,單是木星不足以在衛星中產生正確的共振頻率,但當把其他衛星插入這個方程式后,潮汐力開始跟每個衛星的共振頻率相匹配。此時就會產生更多的熱量,如果地下海洋的厚度在正確的范圍內,那么內部的水或巖石就會融化,這跟目前的估計要接近得多。

根據Hay的說法,目前的模型假設潮汐共振仍是相對溫和的,所以下一步將是消除這個限制。除了提供一個機制來解釋伽利略衛星的加熱,這個模型還可以幫助計算它們海洋的真正深度。

相關研究報告已發表在《Geophysical Research Letters》上。




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