Astronomie

Quelle est l'équation du réchauffement marémotrice lune-lune ?

Quelle est l'équation du réchauffement marémotrice lune-lune ?

Entre une lune et le primaire, l'équation du réchauffement marémotrice est :

$$dot E_mathit{Marée} = - Im(k_2) frac{21}{2} frac{GM_h^2 R^5 n e^2}{a^6}$$

Mais comment calculer le réchauffement des marées entre les lunes ?

Hypothèses simplificatrices avec lesquelles je suis d'accord :

  • Les lunes sont coplanaires, $I_mathit{affecté} = I_mathit{perturbant} = 0$
  • Les deux orbites n'ont pas d'excentricité, $e_mathit{affecté} = e_mathit{perturbant} = 0$ (ce qui implique aussi pas de chauffage du primaire)
  • La lune affectée est verrouillée par la marée sur le primaire
  • La lune perturbatrice peut être traitée comme une masse ponctuelle

Bien que je ne puisse trouver aucune formule, je soupçonne que les propriétés suivantes sont valables :

  • Le réchauffement des marées est toujours proportionnel à $Je(k_2)$, car cela semble n'être qu'une propriété interne de la lune.
  • c'est quand même proportionnel à $R^5$
  • Étant donné que les forces de marée sont inversement proportionnelles à la distance au cube, je pense que le chauffage global est proportionnel à ${(a_mathit{affecté} - a_mathit{perturbant})^{-3}}$, en raison de la plupart des chauffages qui se produisent alors qu'ils sont à proximité.
  • Elle est inversement proportionnelle à la période synodique relative des deux lunes.

C'est par exemple le cas pour les lunes de Saturne Encelade et Dioné.

Ce n'est pas le cas pour Encelade et Dione. L'orbite d'Encelade autour de Saturne a une excentricité de 0,0047, ce qui, bien que faible, est plus que suffisant pour entraîner un réchauffement des marées. Dione joue un rôle dans le réchauffement d'Encelade, mais ce rôle est secondaire. Dione est ce qui maintient l'excentricité d'Encelade non nulle via la résonance orbitale du mouvement moyen 2:1 d'Encelade avec Dione.


Chauffage marémotrice

Quelle force est responsable de l'alimentation des volcans sur Io ? Sur Terre, la source de chaleur qui produit l'activité volcanique provient de l'énergie libérée par la désintégration des matières radioactives à l'intérieur, ainsi que de la chaleur laissée par la formation de la Terre. Mais Io est trop petit pour avoir laissé de la chaleur d'accrétion, et la désintégration radioactive ne pourrait pas générer l'énorme énergie nécessaire pour alimenter toute l'activité volcanique qui existe sur la lune. La réponse est le chauffage des marées. Le réchauffement de marée est le réchauffement de l'intérieur d'un corps planétaire causé par des contraintes induites par l'attraction gravitationnelle d'un autre.

Jupiter est une planète énorme. Plus de 1300 Terres tiendraient dans son volume ! En conséquence, Jupiter exerce une force gravitationnelle énorme. Io, en revanche, est une toute petite lune qui orbite très près de la planète géante. Io est donc très fortement affecté par l'attraction de la gravité de Jupiter. Cette image prise récemment par l'orbiteur Cassini montre la taille relative de Jupiter et d'Io.

Si Io était la seule lune de Jupiter, elle ne serait pas soumise à des contraintes internes. Mais il y a d'autres lunes à proximité qui exercent leur propre attraction gravitationnelle. L'activité volcanique d'Io est causée par la puissante force de gravité de Jupiter, associée à l'attraction gravitationnelle des lunes voisines d'Io - Europa, Callisto et Ganymède. Jupiter tire Io vers lui-même, tandis que la gravité des lunes extérieures le tire dans la direction opposée. Ces forces opposées font varier la distance entre Io et Jupiter, rendant l'orbite de Io légèrement elliptique. En conséquence, Io est soumis à d'énormes forces de marée qui compriment et étirent alternativement son intérieur. Cela fait monter et descendre la surface d'Io d'environ 100 mètres (300 pieds). (Les plus hautes marées océaniques sur Terre n'atteignent qu'environ 18 mètres (60 pieds)). Cette friction perpétuelle génère d'énormes quantités de chaleur et de pression à l'intérieur d'Io, provoquant l'élévation du matériau et des gaz en fusion à travers les fractures de la croûte et leur éruption à la surface.


1 réponse 1

Wikipedia donne la formule pour le chauffage marémotrice $dot$ comme $dot=- exte(k_2)frac<21><2>frac ag<1>$ où $R$ est le rayon du satellite, $n$ est quelque chose d'étrange appelé son mouvement orbital moyen, et $e$ est l'excentricité de son orbite. En fait, je n'aime pas cette représentation. Une autre façon de le réécrire utilise la relation $mu=a^3n^2implies n^5=left(frac ight)^<5/2>$ où $muequiv Gm_p$ , avec $m_p$ la masse de la planète. Par conséquent, nous trouvons que $dot=- exte(k_2)frac<21><2>fracm_p^<5/2>R^5e^2>> ag<2>$ C'est un peu moche, mais cela supprime $n$ , et donc toutes les autres variables sont soit des propriétés de l'orbite de la lune, soit des propriétés physiques de la lune ou de la planète.


Force de marée

Force de marées
La conséquence la plus directe de l'interaction gravitationnelle entre deux objets est leur orbite mutuelle.

Force de marées tirez les étoiles dans cette paire binaire de contact dans des formes qui remplissent leur Roche Lobe respectif.

Force de marées sont l'effet d'un corps massif affectant gravitationnellement un autre corps massif. Un exemple classique est l'effet de la Lune sur Terre. Plus précisément, la gravité de la Lune « tire » sur les océans de la Terre, les faisant gonfler. C'est ce qu'on appelle les marées.

s À travers l'Univers
La gravité des deux galaxies d'antennes en collision crée les impressionnantes queues de marée.

s. Ces forces font que la surface d'Io est bombée de haut en bas jusqu'à 100 m. Ils génèrent également une énorme quantité de chaleur dans Io, gardant une grande partie de sa croûte souterraine sous forme liquide.
Générateur électrique .

s
La force de gravité causée par un objet s'affaiblit à mesure que vous vous éloignez de cet objet. Sur cette image, la Terre tire sur la Lune et la Lune tire sur la Terre. La Lune attire plus. Suite
Ce que nous avons appris de Comet Shoemaker-Levy 9 .

L'attraction gravitationnelle différentielle exercée sur tout corps étendu dans le champ gravitationnel d'un autre corps.
Transit
Le passage d'un corps céleste à travers le méridien d'un observateur aussi le passage d'un corps céleste à travers le disque d'un plus grand.

- disparité de force gravitationnelle entre deux points sur un objet causée par la gravité d'un autre objet cela conduit à une déformation d'un objet.
Marées - Distorsion d'un corps causée par l'influence gravitationnelle sur un autre corps.

s
Les marées se produisent à cause de l'attraction gravitationnelle de la lune. Les océans se gonflent en direction de la lune. La marée haute se produit lorsque la lune est au-dessus de la tête, mais elle se produit également de l'autre côté de la planète, car la lune tire également sur la Terre.

s sont l'attraction gravitationnelle exercée sur les objets planétaires par les planètes, les lunes ou les étoiles proches.

est un effet secondaire de la force de gravité et est responsable des marées. Il survient parce que la force gravitationnelle exercée sur un corps par un deuxième corps n'est pas constante sur tout son diamètre.

s affectant le nuage d'Oort proviennent des étoiles du disque galactique de la Voie lactée avec une certaine attraction du noyau galactique. La marée résulte du fait que le soleil et les comètes sont à des distances différentes de ces quantités massives de matière.

s font passer les orbites à un état d'énergie la plus faible tout en conservant le moment angulaire.

s de Jupiter et de ses autres gros satellites surchauffent l'intérieur de la lune Io et en font le corps le plus volcanique du système solaire.
Des matériaux volcaniques sont projetés bien au-dessus de la surface d'Io. Une grande partie entre en orbite autour de Jupiter, formant un énorme beignet gazeux autour de la planète géante.

La variation de la force gravitationnelle d'un corps d'un endroit à l'autre d'un autre corps - par exemple, la variation de la gravité de la Lune à travers la Terre.

s agissent toujours pour essayer de synchroniser le taux de rotation avec la vitesse orbitale instantanée, mais une telle synchronisation ne peut pas être maintenue sur toute l'orbite de Mercure. Ce qui se produit? La réponse est trouvée lorsque l'on se rend compte que les effets de marée diminuent très rapidement avec l'augmentation de la distance.

s du soleil font osciller l'axe de la Terre sur une période de 26 000 ans. L'oscillation change à l'endroit de l'orbite terrestre où se produisent les solstices et les équinoxes. Image via NASA/Wikipédia.

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s peut également ralentir la rotation et il devient verrouillé par marée de sorte qu'un seul côté fait toujours face à son compagnon, comme le partenariat Pluton-Charon où les deux objets sont verrouillés par marée pour se faire face.

sur Terre à cause d'un corps perturbateur (Soleil, Lune ou planète) s'exprime par la loi de la gravitation universelle de Newton, .

est le remorqueur gravitationnel d'une étoile sur une planète en orbite, et est plus fort sur le côté proche de la planète, face à l'étoile hôte, que sur le côté éloigné, car la gravité s'affaiblit avec la distance.

résulte de l'attraction gravitationnelle inégale des deux côtés d'un corps. Dans un genre complexe de danse moderne, les grandes lunes de Jupiter sont prises dans l'emprise variable de la gravité à la fois de la planète géante et les unes des autres.

Les s génèrent une énorme quantité de chaleur au sein d'Io, gardant une grande partie de sa croûte souterraine sous forme liquide à la recherche de toute voie d'évacuation disponible vers la surface pour soulager la pression.

s sont réciproques. Non seulement la Lune induira des marées dans le corps de la Terre et les océans de la Terre, mais par le même argument le champ gravitationnel de la Terre induira des forces différentielles et donc des marées dans le corps de la Lune.

s entre la Terre et la Lune provoquent également un raz-de-marée sur la Lune. Un effet similaire du transfert du moment angulaire de la rotation de la Lune à son orbite a abouti à l'état actuel de rotation synchrone, avec la même face de la Lune toujours tournée vers la Terre.

s chauffent considérablement les deux lunes galiléennes les plus intérieures. L'attraction gravitationnelle de la planète mère et des lunes sœurs tire et plie constamment Io, la chauffant de la même manière qu'une torsion répétée chauffe un fil métallique.

s sur Phobos en raison de Mars sont beaucoup plus grands. Edouard Roche (1820-1883) a développé une formule appelée « limite de Roche », qui est la limite radiale de la distance à laquelle un corps peut se rapprocher d'un autre avant qu'il ne soit détruit en raison de la différence des forces qui le traversent. La limite de Roche est donnée par : .

s L'attraction gravitationnelle sur les objets planétaires des planètes et des lunes proches.

L'attraction gravitationnelle différentielle exercée sur tout corps étendu dans le champ gravitationnel d'un autre corps. [Silk90]
Théorie des marées.

- Une force apparente qui étire un corps vers le centre de masse d'un autre corps en raison d'un gradient du champ gravitationnel de l'autre corps.

Cette différence, qui essaie de tirer la lune en forme d'œuf, est un

Selon la masse du trou noir, vous pourriez être déchiré par

s. Qu'est-ce que je veux dire par là ? Disons-le simplement de cette façon : si jamais vous deviez vous rendre dans un trou noir ou dans la direction générale d'un trou noir, vous voudriez voyager de côté, pas la tête la première ou les pieds en premier.

Si vous deviez tomber dans un trou noir, la chose qui vous tuerait serait le

(ainsi nommé parce qu'il représente les marées sur Terre) est dû à un corps recevant différentes quantités de force gravitationnelle.

Si vous y réfléchissez, si un

est assez fort, il pourrait non seulement déformer un objet, mais aussi le casser en morceaux. Il existe une limite, appelée limite de Roche, qui est une région à peu près sphérique qui entoure chaque planète (et étoile).

Les comètes à longue période peuvent être perturbées depuis leur lieu de repos dans le nuage d'Oort par le passage d'une étoile ou d'un nuage moléculaire géant, ou même à travers

s généré par le renflement et le disque de notre Galaxie.

Nous savons que la lune exerce une

sur Terre, faisant monter les marées océaniques, même si la Lune est en orbite autour de la Terre (à droite.) En fait, la Terre et la Lune sont toutes deux en orbite autour d'un centre de gravité commun, leur barycentre. . Parce que la Terre est beaucoup plus grande, elle se trouve à l'intérieur du volume de la Terre, mais pas en son centre.

Puisque Triton est déjà en orbite autour de Neptune à une distance inférieure à la distance Terre-Lune, il est presque certain que

s entraînera une dégradation supplémentaire de l'orbite de la lune, et à un rythme croissant à mesure que les orbites se désintègrent. La modélisation informatique suggère que dans environ 3.

Puisque Phobos orbite Mars plus vite que la planète elle-même ne tourne,

La proximité des étoiles les unes aux autres provoque une intense

s les uns sur les autres mais d'une manière beaucoup plus spectaculaire.

Malgré des recherches intensives, aucune galaxie compagne pouvant éjecter de force le gaz

s ont été trouvés. Une zone intense de formation d'étoiles à l'intérieur du disque interne pourrait produire suffisamment d'énergie pour entraîner l'écoulement, mais il n'y a aucune preuve d'une telle « explosion d'étoiles » ayant lieu dans NGC 1266.

La précession se produit parce que l'écliptique et l'équateur se déplacent lentement, en raison de

s du Soleil, de la Lune et des planètes. L'effet principal vient de la Lune, qui fait tourner le pôle céleste autour du pôle écliptique une fois tous les 26 000 ans.

Si vous tombiez les pieds en premier, votre corps serait froissé sur le côté et étiré sur toute la longueur de votre corps par le

s du trou noir. Votre corps ressemblerait à une nouille spaghetti ! L'étirement se produit parce que vos pieds seraient tirés beaucoup plus fortement que votre tête.

Une possibilité est que l'étoile centrale de Mz3 a un compagnon en orbite étroite qui exerce une forte gravitation

s, qui façonnent le gaz sortant. Pour que cela fonctionne, l'étoile compagne en orbite devrait être proche de l'étoile mourante, à environ la distance de la Terre au Soleil.

La limite de Roche est la distance minimale à laquelle un gros satellite peut s'approcher de son corps principal sans être déchiré par

s. Si le satellite et le primaire sont de composition similaire, la limite théorique est d'environ 2 1/2 fois le rayon du plus gros corps.

On pense que cette déformation a été causée par la gravitation

s agissant sur l'amas en raison de sa proximité avec le centre galactique. Elle n'est qu'à 6 100 années-lumière du centre de notre galaxie. L'amas est situé à environ 21 000 années-lumière de la Terre. A la magnitude 6.

Cela rend les comètes fragiles et facilement brisées par

s ou se briser en morceaux.
Nous avons vu des comètes se briser ou « vêler » en passant autour du Soleil.
Pourquoi étudier les comètes
Les comètes sont de petits objets indifférenciés qui sont des restes de planétésimaux glacés de la formation du système solaire.

Io, Europa et Ganymède sont enfermés ensemble par

s dans une résonance orbitale 1:2:4 et leurs orbites évoluent ensemble. Callisto en fait presque aussi partie. Dans quelques centaines de millions d'années, Callisto sera également enfermé, en orbite à exactement deux fois la période de Ganymède et huit fois la période de Io.

Roche Limite : La distance où

s.
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quelle source d'énergie pourrait alimenter la chaleur des lunes ? (

s, frottement)
d'où viennent les lunes ?
certains auraient-ils pu se former lorsque les planètes se sont formées ?
certains pourraient-ils être des planétoïdes accrétés ?
certains pourraient-ils être des comètes ou des astéroïdes, happés par la gravité des grandes planètes ?

Une relation simple entre les périodes orbitale et de rotation d'un satellite ou d'une planète, causée par

s qui ont ralenti la vitesse de rotation du corps en orbite. La rotation synchrone est la forme la plus simple et la plus courante de couplage spin-orbite.
onde de densité spirale - (n.) .

Io "'ō [clé], en astronomie, l'une des 39 lunes connues, ou satellites naturels, de Jupiter. Io est soumis à l'énorme

s et est, par conséquent, le corps le plus volcaniquement actif du système solaire.

Observations GMRT du groupe Holmberg 124 : Evolution par

s et pression dynamique? p. 483
N. G. Kantharia, S. Ananthakrishnan, R. Nityananda et A. Hota
EST CE QUE JE: .

Parfois appelée « effet nouilles », la spaghettification est lorsque l'extrême

s étirer les objets pour qu'ils soient longs et fins comme une nouille. Cet effet peut également être causé par l'immense attraction gravitationnelle d'un trou noir.

L'exemple extrême en est Haumea, qui est deux fois plus long le long de son grand axe qu'aux pôles.

s provoquent également un verrouillage progressif de la rotation d'un corps, de sorte qu'il présente toujours le même visage à son compagnon.

Au fur et à mesure qu'une telle planète se rapproche de son étoile hôte, elle subit

s qui le déforment. En raison d'une interaction complexe de gravité et de friction, le renflement de marée ralentit la rotation de la planète tout en donnant un coup de fouet à l'élan de la lune, envoyant cette dernière sur une orbite plus élevée.

La plus petite distance d'une planète ou d'un autre corps à laquelle des forces purement gravitationnelles peuvent maintenir ensemble un satellite ou un corps secondaire de même densité moyenne que le primaire. A une distance moindre le

s du primaire briserait le secondaire.
Rotation
La rotation d'un corps autour de son axe.

1 seconde pour 1 rotation complète de la Terre autour de son axe. Cependant, la Terre tourne un peu plus lentement chaque année à cause de

s (attraction gravitationnelle) entre la Terre et la Lune. Tous les 100 ans, le jour sidéral s'allonge d'environ 1,4 milliseconde, ou 1,4 millième de seconde.

Triton, le plus gros satellite de Neptune, orbite dans la direction opposée à la plupart des lunes, suggérant que Neptune l'a capturé dans un passé lointain. Dans des millions d'années, Triton se déplacera si près de Neptune que

s déchirera Triton, formant de nouveaux anneaux brillants autour de la planète géante.

La distance minimale entre une planète et un satellite qui se maintient par sa propre gravité. Si l'orbite d'un satellite l'amène à l'intérieur de la limite de Roche,

s brisera le satellite.
Plaines vallonnées
Le type de terrain le plus commun sur Vénus.

Marée printanière " Lorsque la conjonction ou l'opposition du Soleil, de la Terre et de la Lune se produit, approximativement aux moments de la Pleine Lune et de la Nouvelle Lune, le Soleil agit pour augmenter la

s de la Lune, créant une marée plus élevée que la normale.
T.

L'océan sous la couverture de glace est chauffé par la constante

s : Europe est tirée et étirée dans différentes directions par l'attraction gravitationnelle de Jupiter et de ses lunes, générant de la chaleur. La présence d'eau liquide pourrait potentiellement favoriser la vie dans l'océan d'Europe.

On pense que le gauchissement est dans la plupart des cas dû à

s exercé par les galaxies voisines. Dans le cas de NGC 3718, l'explication la plus raisonnable est sa proximité avec NGC 3729 qui est probablement responsable de l'étrange configuration de la galaxie.

Bien que de telles particules ne vivent que peu de temps, la force d'étirement des marées, qui est énorme près d'un trou noir, agit sur elles pendant qu'elles existent. Si le travail effectué sur la particule - par le

- est suffisamment grande, la particule est promue de l'existence virtuelle à l'existence « réelle ».

Le nuage est divisé en différentes régions de stabilité dynamique : la ceinture de Kuiper (35-50 UA affectée par les perturbations planétaires), une région dynamiquement inerte (50-2000 UA non affectée par la gravité des planètes ou des étoiles), le nuage intérieur d'Oort (2 000 -15 000 UA affectés par la galaxie

la comète est une comète qui passe extrêmement près du Soleil au périhélie, parfois à quelques milliers de kilomètres de la surface du Soleil. Alors que les petits sungrazers peuvent être complètement évaporés lors d'une approche si proche du Soleil, les plus gros sungrazers peuvent survivre à de nombreux passages au périhélie. Cependant, la forte

que l'eau, et sa surface s'est avérée (en plus de ses cratères d'impact) sculptée, striée et brisée, comme si elle avait subi de violents bouleversements. Diverses explications ont été suggérées, mais tout ce que nous avons, ce sont ces images d'un passage unique. Peut-être que la façon dont le Io de Jupiter est chauffé par

Des phénomènes tels que la précession, le cycle lent, d'environ 25 000 ans, du mouvement de la direction de l'axe de la Terre, et la nutation, le « hochement de tête » continuel de l'axe de la Terre, dû principalement à

s du Soleil et de la Lune, tous doivent être pris en compte lors de la définition d'un référentiel universel.

Qu'une orbite aussi proche n'ait pas été transformée en cercle par

s est compatible avec la jeunesse. Ensuite, à quelque 40 secondes d'arc se trouve un compagnon visuel de 13e magnitude (12,8) qui semble suivre le rythme de Rho proprement dit.

jour constitutif La durée d'une rotation de la terre sur son axe, par rapport à un astre fictif, une étoile fictive représentant l'un des éléments périodiques de la


Les lunes galiléennes de Jupiter pourraient se réchauffer

Dans un processus appelé chauffage par marée, la poussée et la traction gravitationnelles des lunes galiléennes de Jupiter - Europe, Ganymède, Io et Callisto - et la géante gazeuse elle-même étirent et écrasent les lunes suffisamment pour les réchauffer. En conséquence, certaines des lunes glacées contiennent des intérieurs suffisamment chauds pour accueillir des océans d'eau liquide, et dans le cas de la lune rocheuse Io, le réchauffement des marées fait fondre la roche en magma. Les chercheurs planétaires pensaient auparavant que Jupiter était responsable de la majeure partie du réchauffement des marées associé à l'intérieur liquide des lunes, mais le Dr Hamish Hay du Jet Propulsion Laboratory de la NASA et ses collègues ont découvert que les interactions lune-lune pourraient être plus responsables du réchauffement que Jupiter. seule.

Foins et al pour la première fois, étudiez les marées lune-lune dans les lunes galiléennes de Jupiter et montrez qu'elles peuvent provoquer un réchauffement important par l'excitation de raz de marée résonnants à haute fréquence dans leurs océans souterrains. Crédit image : Galileo Project / Voyager Project / Jet Propulsion Laboratory de la NASA.

"Le maintien des océans souterrains contre le gel au cours des temps géologiques nécessite un équilibre délicat entre le chauffage interne et la perte de chaleur, et pourtant nous avons plusieurs preuves qu'Europe, Ganymède, Callisto et d'autres lunes devraient être des mondes océaniques", a déclaré le co-auteur, le Dr Antony. Trinh, chercheur postdoctoral au Laboratoire lunaire et planétaire de l'Université d'Arizona.

"Io, la lune la plus proche de Jupiter, montre une activité volcanique généralisée, une autre conséquence du réchauffement des marées, mais à une intensité plus élevée probablement vécue par d'autres planètes terrestres, comme la Terre, au début de leur histoire."

"En fin de compte, nous voulons comprendre la source de toute cette chaleur, à la fois pour son influence sur l'évolution et l'habitabilité des nombreux mondes à travers le système solaire et au-delà."

"C'est surprenant parce que les lunes sont tellement plus petites que Jupiter", a déclaré le Dr Hay.

"Vous ne vous attendriez pas à ce qu'ils soient capables de créer une réponse de marée aussi importante."

L'astuce pour le réchauffement des marées est un phénomène appelé résonance des marées.

« La résonance crée des charges plus chauffantes. Fondamentalement, si vous poussez un objet ou un système et que vous le lâchez, il oscillera à sa propre fréquence naturelle », a expliqué le Dr Hay.

"Si vous continuez à pousser le système à la bonne fréquence, ces oscillations deviennent de plus en plus grosses, tout comme lorsque vous poussez une balançoire."

"Si vous poussez la balançoire au bon moment, elle monte plus haut, mais si vous vous trompez de timing et le mouvement de la balançoire est amorti."

La fréquence naturelle de chaque lune dépend de la profondeur de son océan.

"Ces résonances de marée étaient connues avant ces travaux, mais uniquement connues pour les marées dues à Jupiter, qui ne peuvent créer cet effet de résonance que si l'océan est vraiment mince (moins de 300 m, ou moins de 1 000 pieds), ce qui est peu probable", a déclaré le Dr. dit Hay.

« Lorsque les forces de marée agissent sur un océan mondial, cela crée un raz de marée à la surface qui finit par se propager autour de l'équateur avec une certaine fréquence ou période. » .

Selon le modèle de l'équipe, l'influence de Jupiter à elle seule ne peut pas créer des marées avec la bonne fréquence pour résonner avec les lunes, car les océans des lunes sont considérés comme trop épais.

Ce n'est que lorsque les chercheurs ont ajouté l'influence gravitationnelle des autres lunes qu'ils ont commencé à voir les forces de marée s'approcher des fréquences naturelles des lunes.

Lorsque les marées générées par d'autres objets du système lunaire de Jupiter correspondent à la fréquence de résonance de chaque lune, la lune commence à ressentir plus de chaleur que celle due aux marées soulevées par Jupiter seul, et dans les cas les plus extrêmes, cela pourrait entraîner la fonte de la glace ou rock à l'intérieur.

Pour que les lunes subissent la résonance des marées, leurs océans doivent avoir des dizaines à des centaines de kilomètres d'épaisseur, ce qui est dans la plage des estimations actuelles des scientifiques. Cependant, il y a quelques mises en garde concernant les nouvelles découvertes.

"Notre modèle suppose que les résonances des marées ne deviennent jamais trop extrêmes", a déclaré le Dr Hay.

« Nous voulons revenir à cette variable dans le modèle et voir ce qui se passe lorsqu'ils lèvent cette contrainte. »

"Nous espérons également que de futures études seront en mesure de déduire la véritable profondeur des océans à l'intérieur de ces lunes."

Les résultats ont été publiés dans la revue Lettres de recherche géophysique.


Alors que Jupiter éblouit dans le ciel nocturne, de nouvelles recherches suggèrent que ses lunes se réchauffent mutuellement

Ce montage d'images prises par le vaisseau spatial New Horizons en 2007 montre Jupiter et l'une des lunes volcaniques de la planète, Io. Le magma de cette lune aide les scientifiques à comprendre le réchauffement des marées entre les lunes. (Photo avec l'aimable autorisation de la NASA/JHUAPL)

PHOENIX – En jetant un coup d'œil vers le ciel austral ce mois-ci, vous verrez Jupiter, la plus grande planète de notre système solaire. Avec un télescope ou de bonnes jumelles, vous pourrez également voir plusieurs des 79 lunes connues de Jupiter.

Quatre de ces lunes, Europa, Callisto, Ganymède et Io, se réchauffent plus que les scientifiques ne le pensaient, étant donné que Jupiter est la cinquième planète du soleil – à 483 millions de kilomètres.

Une étude récente a révélé qu'un processus connu sous le nom de réchauffement des marées parmi ces lunes est la raison pour laquelle Europa, Ganymède et Callisto contiennent des océans souterrains et Io contient du magma. La nouvelle découverte pourrait aider les astronomes à mieux comprendre comment les lunes de Jupiter ont évolué.

En fin de compte, Antony Trinh, chercheur associé postdoctoral étudiant la géophysique planétaire et l'astrophysique théorique à l'Université de l'Arizona, a déclaré que les chercheurs espèrent mieux comprendre la source de la chaleur pour mieux comprendre son influence sur l'évolution et l'habitabilité des nombreux mondes à travers le soleil. système et au-delà.”

Auparavant, les chercheurs pensaient que le réchauffement des marées - un processus qui crée de l'énergie lorsque les lunes se compressent et s'étirent - était en grande partie causé par la gravité de Jupiter. Cependant, le chauffage entre les lunes elles-mêmes a un impact plus important que la planète géante gazeuse, a découvert l'étude.

Hamish Hay, un scientifique planétaire au laboratoire de propulsion par réaction de la NASA à Pasadena, en Californie, et auteur principal de l'étude, a qualifié la découverte de surprenante.

« Les lunes sont tellement plus petites que Jupiter », a déclaré Hay. "Vous ne vous attendriez pas à ce qu'ils soient capables de créer une réponse de marée aussi importante."

Marc Rovira Navarro, Ph.D. étudiant en sciences planétaires à l'Université de technologie de Delft aux Pays-Bas et examinateur par les pairs de l'étude Hay’s, a déclaré que le réchauffement des marées, également connu sous le nom de dissipation des marées, se produit lorsque les lunes s'étirent et se compressent à mesure qu'elles se rapprochent de Jupiter. Mais l'étude a révélé que le processus se produit également par l'interaction gravitationnelle entre les lunes.

Rovira Navarro a utilisé l'analogie d'un élastique étiré.

"Au bout d'un moment, si vous le touchez, vous verrez qu'il fait chaud", a-t-il déclaré. “C'est essentiellement ce que fait la dissipation des marées.”

Histoire connexe

Hay a déclaré que l'oscillation gravitationnelle lorsque les lunes se croisent les fait vibrer à différentes fréquences, un processus appelé résonance de marée.

"Lorsque la fréquence des forces de marée se rapproche de la fréquence naturelle de l'océan (de la lune), c'est à ce moment-là que vous obtenez ce genre d'effet de résonance", a déclaré Hay.

La découverte est venue de l'étude des forces de marée entre les planètes, a-t-il déclaré. Après s'être rendu compte que le réchauffement des marées n'avait pas d'impact significatif sur les parties rocheuses des planètes, Hay s'est demandé si le processus pourrait être plus important pour les mondes océaniques.

« Nous avons considéré les forces de marée dues à l'objet central principal, Jupiter. C'est la plus grande masse du système, donc il a tendance à avoir les plus grandes forces de marée », a déclaré Hay. « Mais le genre de chose unique que nous avons faite était que nous avons également pris en compte la façon dont les lunes se déforment en raison des forces de marée les unes des autres.

L'étude a donné aux chercheurs un aperçu de la quantité d'énergie générée par le chauffage des marées à l'intérieur des quatre lunes, ce qui a conduit à ce qu'il a appelé des résultats surprenants.

"Même si les forces de marée d'une lune ou d'une autre sont assez faibles, elles peuvent en fait créer beaucoup plus de déformation et de réchauffement des marées à l'intérieur des lunes, ce qui est en quelque sorte un résultat très contre-intuitif", a déclaré Hay.

Trinh a déclaré que l'étude avait permis d'identifier un nouveau mécanisme de réchauffement des marées.

"Le réchauffement des marées est un mécanisme vraiment crucial qui a déjà un impact sur l'évolution de ces lunes dans le système de Jupiter, mais aussi sur l'habitabilité de l'environnement", a déclaré Trinh. « Les océans souterrains doivent être protégés contre le gel. Par conséquent, pour maintenir un océan souterrain sur une très longue période, vous devez vraiment comprendre le fonctionnement des sources de chaleur. « .

Trinh a déclaré qu'il y avait la possibilité d'observer réellement les effets des marées à l'avenir. Une mission spatiale connue sous le nom de Jupiter Icy Moons Explorer, ou JUICE, explorera trois des lunes, en se concentrant sur les marées de Ganymède en orbite autour, a déclaré Trinh. JUICE devrait être lancé en 2022 et atteindre Jupiter en 2029. Une deuxième mission, Europa Clipper, a une date de lancement dans les années 2020 et prévoit d'explorer Europa.

Kyla Pearce, qui a grandi dans le parc national du Grand Canyon, prévoit d'obtenir son diplôme au printemps 2021 avec un baccalauréat en journalisme et des mineures en durabilité et production cinématographique. Pearce est un journaliste numérique qui couvre la durabilité pour Cronkite News. Elle a également effectué un stage en production médiatique pour le National Park Service.


Quelle est l'équation du réchauffement marémotrice lune-lune ? - Astronomie

Les caractéristiques de surface de certains satellites glacés indiquent que les satellites sont modifiés en raison de l'activité tectonique interne. La convection pourrait être l'un des processus responsables de la formation des caractéristiques de surface. Les sources potentielles d'énergie à l'intérieur des satellites sont discutées. Pour les satellites glacés de taille moyenne, les sources de chaleur radiogénique et marémotrice semblent être d'une importance primordiale. Pour étudier le problème, un modèle 3D de convection est développé sur la base de l'équation de Navier-Stokes, l'équation de conductivité thermique, l'équation de continuité et l'équation d'état. Le modèle comprend à la fois le chauffage marémotrice et le chauffage radiogénique. Elle peut s'appliquer aux satellites homogènes et non différenciés de taille moyenne. Les formules 3D pour la génération de chaleur des marées et le tenseur de contraintes basées sur les résultats de Peale et Cassen (1978) et d'autres sont appliquées. Un nouveau nombre sans dimension C t est introduit. Il mesure l'importance relative des sources de chaleur marémotrice et radiogénique. L'étude systématique de la convection en régime permanent est effectuée pour différentes valeurs du nombre de Rayleigh et pour 0<=C t <=1. Les résultats indiquent que le modèle de convection pour un faible nombre de Rayleigh entraîné par le réchauffement des marées dans les satellites glacés de taille moyenne se compose de deux cellules. Le modèle de convection entraînée par les marées est orienté, c'est-à-dire que les régions de mouvement vers le bas sont situées au centre du côté proche et du côté éloigné du satellite.


Miranda : le réchauffement des marées est responsable de l'apparition actuelle de la lune glacée d'Uranus

La projection de l'hémisphère sud de Miranda est orthographique, centrée sur le pôle sud visible de gauche à droite sont Elseneur, Inverness et Arden coronae. Crédit image : NASA / Jet Propulsion Laboratory / Ted Stryk.

Avec un rayon de 235,8 km, Miranda est la plus petite et la plus interne des cinq lunes majeures d'Uranus.

Malgré sa taille relativement petite, la lune glacée semble avoir connu un épisode de resurfaçage intense qui a entraîné la formation d'au moins trois régions uniques de forme polygonale appelées couronnes.

Ces caractéristiques de surface, nommées Arden, Elseneur et Inverness, sont visibles dans l'hémisphère sud de Miranda, et chacune mesure au moins 200 km de diamètre.

La couronne d'Arden est la plus grande. Il a des crêtes et des creux avec jusqu'à 2 km de relief.

La couronne d'Elseneur a une ceinture extérieure d'environ 80 km de large et surélevée de 100 m au-dessus du terrain environnant.

Inverness corona has a trapezoidal shape with a large, bright chevron at its center.

Using numerical models, Dr Noah Hammond and Dr Amy Barr of the Brown University’s Department of Geological Sciences show that convection in Miranda’s ice mantle likely formed the coronae.

“During convection, warm buoyant ice rose toward the surface, driving concentric surface extension beneath the locations of the coronae, causing the formation of extensional tectonic faults,” they explained.

The internal energy that powered convection probably came from tidal heating.

“Tidal heating would have occurred when Miranda was in an eccentric orbit – moving closer to and further from Uranus. This caused the tidal forces from the gas giant to vary, periodically stretching and squeezing Miranda and generating heat in its ice shell.”

“Convection powered by tidal heating explains the locations of the coronae, the deformation patterns within the coronae, and the estimated heat flow during corona formation.”

The findings appear online in the journal Géologie.

Noah P. Hammond & Amy C. Barr. Global resurfacing of Uranus’s moon Miranda by convection. Géologie, published online September 15, 2014 doi: 10.1130/G36124.1


What's the equation for moon-moon tidal heating? - Astronomie

We present the consistent evolution of short-period exoplanets coupling the tidal and gravothermal evolution of the planet. Contrarily to previous similar studies, our calculations are based on the complete tidal evolution equations of the Hut (1981) model, valid at any order in eccentricity, obliquity and spin. We demonstrate both analytically and numerically that except if the system was formed with a nearly circular orbit (e ⪉ 0.2), consistently solving the complete tidal equations is mandatory to derive correct tidal evolution histories. We show that calculations based on tidal models truncated at 2nd order in eccentricity, as done in all previous studies, lead to quantitatively and sometimes even qualitatively erroneous tidal evolutions. As a consequence, tidal energy dissipation rates are severely underestimated in all these calculations and the characteristic timescales for the various orbital parameters evolutions can be wrong by up to three orders of magnitude. These discrepancies can by no means be justified by invoking the uncertainty in the tidal quality factors. Based on these complete, consistent calculations, we revisit the viability of the tidal heating hypothesis to explain the anomalously large radius of transiting giant planets. We show that even though tidal dissipation does provide a substantial contribution to the planet's heat budget and can explain some of the moderately bloated hot-Jupiters, this mechanism can not explain alone the properties of the most inflated objects, including HD 209 458 b. Indeed, solving the complete tidal equations shows that enhanced tidal dissipation and thus orbit circularization occur too early during the planet's evolution to provide enough extra energy at the present epoch. In that case either a third, so far undetected, low-mass companion must be present to keep exciting the eccentricity of the giant planet, or other mechanisms - stellar irradiation induced surface winds dissipating in the planet's tidal bulges and thus reaching the convective layers, inefficient flux transport by convection in the planet's interior - must be invoked, together with tidal dissipation, to provide all the pieces of the abnormally large exoplanet puzzle.


Astronomie 150

Jupiter's moon Io is about the same mass and size as the Earth's Moon. Based on this we would expect Io to have about the same inventory of radioactive elements and the same cooling rate as the Moon. We would expect Io to have the same level geological activity as the Moon, namely rien. However, Io is the most geologically active surface in the Solar system. This means that the mechanism responsible for heating the interior of Io is very different from that of the Moon.

The mechanism responsible for heating the interior of Io is called Chauffage marémotrice. This little tutorial is my attempted to explain a rather simplified version of the tidal heating of Io.

The force of gravity between two objects (M) and (m) depends of their respective mass and the square of the distance () between them. The force is very strongly dependent on the distance between the objects.

This means that when Io orbits Jupiter, the side of Io nearest to Jupiter feel a slightly larger gravitational pull than the side of Io furthest from Jupiter. Since Jupiter is very massive (318 times the mass of the Earth) this means that this difference is rather large.

Cette différence in gravitational forces actually distorts the shape Io. The image show this effect greatly exaggerated, the actual distortion is about 100 meters. The Earth has the same effect on the Moon but to a beaucoup lesser extent. This difference in gravitational forces is called the Force de marée

Since Io is in synchronous orbit around Jupiter it keeps the same face toward Jupiter at all times (just like the Earth's Moon). This means that the distorted shape of Io keeps the same orientation with respect to Jupiter (this is a slight simplification). Si Io was Jupiter's only moon this would be the end of the story. Io would be in a nice nearly circular orbit about Jupiter with its slightly distorted shape. This is what is happening with the Earth's Moon. No tidal heating would occur.

However, Io's orbit is in a 2:1 resonance with the orbit of Europa, another moon of Jupiter. This means that Io make two orbits for every one orbit that Europa makes.

This means that the orbit of Io is changed. Io orbit is forced the be slightly eccentric (red line, shown very exaggerated). This is the same mechanism that changes the orbits of the asteroid to create the Lacunes de Kirkwood, and changes the orbits of ring particles of Saturn, Uranus, and Neptune to create the gaps.

Since Io is being forced by Europa into an eccentric orbit, its distance from Jupiter constantly changes. When Io is close to Jupiter the tidal forces are greater so the distortion of Io is greater. When Io is further from Jupiter the tidal forces are less so the distortion of Io is less.

Io goes around Jupiter in 1.8 days. This means that in 1.8 days the shape of Io goes from more distorted figure to a less distorted figure.

The constant change in shape of Io causes a large amount of friction in the layer of rocks that make up the world. This friction generates a great deal of internal heat. It is this internal heat source that drives the tremendous volcanic activity we see on the surface of Io. This heating mechanism is called Chauffage marémotrice

  1. A massive central planet (Tidal forces depend on mass)
  2. A moon orbiting close to the massive planet (Tidal forces vraiment depend on distance).
  3. Another moon in resonance with the inner moon. (You have to force an eccentric orbit in order to keep the distance between the inner moon and the planet changing)

This little tutorial is a very qualitative discussion of Tidal Heating. Si vous voulez plonger dans toutes les mathématiques amusantes, l'entrée Wikipedia est un très bon point de départ.


Voir la vidéo: Pourquoi voit-on la Lune en plein jour? (Août 2021).