木星與衛星之間的「潮汐加熱」

保持海洋的溫度需要一定的熱量標準,不過最近一項新的分析表示,木星的衛星們的某些熱量來源令人驚訝,他們把它稱為「潮汐加熱」現象。木星的四個最大衛星中的三個分別是,木衛三、木衛四和木衛二,它們被認為在衛星冰冷的外殼下面藏有液態的海洋,第四顆是火山衛星木衛一則可能包含一個內部岩漿海洋,不過對於這些小星球為何能保持足夠的溫度以容納液態水或岩漿,主要的解釋之一是來自它們巨大行星宿主的引力聚合力,或潮汐力。

潮汐的力量取決於海洋的深度

木星巨大的質量在其軌道運行時對其進行拉扯和擠壓,從而產生摩擦並產生熱量。但還沒有研究認真分析過這兩個衛星之間的引力擠壓能產生多少熱量。加利福尼亞州帕薩迪納的美國宇航局噴氣推進實驗室的行星科學家哈米什海說,因為這些衛星比木星小很多,所以大多數人會認為木衛一在木衛二上升起的引發的潮汐非常小,根本不值得考慮。

圖森亞利桑那大學的行星科學家安東尼·特林和Isamu Matsuyama一起計算了木星的衛星在彼此的海洋上升起的潮汐的大小,該小組於7月19日在《地球物理研究快報》上報告了研究結果。研究人員發現,潮汐的力量取決於海洋的深度,但如果海洋大小合適,鄰近的衛星就能以合適的頻率相互推拉潮汐波,從而產生共振。

木衛一和木衛二之間的影響最大

當你進入其中一種共振時,這些潮汐波開始變得更大,研究人員計算出這些波隨後會繞著衛星內部運動,並通過摩擦產生熱量。如果條件合適,噴發的潮汐波產生的熱量可能會超過木星產生的熱量。研究小組發現,木衛一和木衛二之間的影響最大。NASA噴氣推進實驗室的行星科學家辛西婭·菲利普斯雖然沒有參與這項新工作但她表示,基本上每個人都忽視了這些衛星與衛星之間的效應。

她說:「我只是驚訝於這兩個衛星之間所能產生的熱量。」向歐羅巴海域注入更多的能量對於孕育外星生命的可能性可能會大大增加,歐羅巴的地下海洋一直以來就被認為是太陽系尋找外星生命的最佳場所之一。

圖片來源:JPL-CALTECH/NASA, DLR

資料來源:Lisa Grossman(2020,AUGUST 6).Jupiter’s moons could keep each other warm by raising tidal waves. Sciencenews

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