De manen van Jupiter zijn heet.

We zullen, heter dan ze zouden moeten zijn, om zo ver van de zon te zijn. In een proces dat getijdenverwarming wordt genoemd, zwaartekracht sleepboten van de manen van Jupiter en de planeet zelf rekken en pletten de manen voldoende om ze te verwarmen. Als resultaat, sommige van de ijzige manen bevatten interieurs die warm genoeg zijn om oceanen van vloeibaar water te herbergen, en in het geval van de rotsachtige maan Io, getijdenverwarming smelt gesteente tot magma.

Onderzoekers geloofden eerder dat de gasreus Jupiter verantwoordelijk was voor het grootste deel van de getijdenverwarming in verband met het vloeibare interieur van de manen, maar een nieuwe studie gepubliceerd in Geofysische onderzoeksbrieven ontdekte dat maan-maan-interacties mogelijk meer verantwoordelijk zijn voor de verwarming dan alleen Jupiter.

"Het is verrassend omdat de manen zoveel kleiner zijn dan Jupiter. Je zou niet verwachten dat ze zo'n grote getijderespons zouden kunnen creëren, " zei de hoofdauteur van het artikel, Hamish Hay, een postdoctoraal onderzoeker aan het Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië, die het onderzoek deed toen hij een afgestudeerde student was aan het Lunar and Planetary Laboratory van de Universiteit van Arizona.

Begrijpen hoe de manen elkaar beïnvloeden is belangrijk omdat het licht kan werpen op de evolutie van het maansysteem als geheel. Jupiter heeft bijna 80 manen, waarvan de vier grootste zijn Io, Europa, Ganymedes en Callisto.

"Het handhaven van ondergrondse oceanen tegen bevriezing gedurende geologische tijden vereist een fijn evenwicht tussen interne verwarming en warmteverlies, en toch hebben we verschillende bewijzen dat Europa, Ganymedes, Callisto en andere manen zouden oceaanwerelden moeten zijn, " zei co-auteur Antony Trinh, een postdoctoraal onderzoeker in het Lunar and Planetary Lab. "Io, de maan die het dichtst bij Jupiter staat, vertoont wijdverbreide vulkanische activiteit, een ander gevolg van getijdenverwarming, maar met een hogere intensiteit die waarschijnlijk wordt ervaren door andere terrestrische planeten, zoals de aarde, in hun vroege geschiedenis. uiteindelijk, we willen de bron van al deze hitte begrijpen, zowel vanwege zijn invloed op de evolutie en bewoonbaarheid van de vele werelden in het zonnestelsel en daarbuiten."

Getijdenresonantie

De truc voor getijdenverwarming is een fenomeen dat getijdenresonantie wordt genoemd.

"Resonantie zorgt voor veel meer verwarming, Hay zei. als je een object of systeem duwt en loslaat, het zal wiebelen op zijn eigen natuurlijke frequentie. Als je het systeem op de juiste frequentie blijft duwen, die trillingen worden groter en groter, net als wanneer je een schommel duwt. Als je de schommel op het juiste moment indrukt, het gaat hoger, maar als de timing verkeerd is, wordt de beweging van de schommel gedempt."

De natuurlijke frequentie van elke maan hangt af van de diepte van zijn oceaan.

"Deze getijdenresonanties waren al bekend voor dit werk, maar alleen bekend om getijden als gevolg van Jupiter, die dit resonantie-effect alleen kan creëren als de oceaan erg dun is (minder dan 300 meter of minder dan 1, 000 voet), wat onwaarschijnlijk is, Hay zei. "Als getijdenkrachten inwerken op een mondiale oceaan, het creëert een vloedgolf aan het oppervlak die zich met een bepaalde frequentie rond de evenaar voortplant, of periode."

Volgens het model van de onderzoekers De invloed van Jupiter alleen kan geen getijden creëren met de juiste frequentie om met de manen te resoneren, omdat men denkt dat de oceanen van de manen te dik zijn. Pas toen de onderzoekers de zwaartekracht van de andere manen toevoegden, begonnen ze getijdenkrachten te zien die de natuurlijke frequenties van de manen naderden.

Wanneer de getijden die worden gegenereerd door andere objecten in het maansysteem van Jupiter overeenkomen met de eigen resonantiefrequentie van elke maan, de maan begint meer opwarming te ervaren dan dat als gevolg van getijden die alleen door Jupiter zijn opgewekt, en in de meest extreme gevallen dit zou kunnen leiden tot het intern smelten van ijs of gesteente.

Om manen getijdenresonantie te laten ervaren, hun oceanen moeten tientallen tot honderden kilometers - hooguit een paar honderd mijl - dik zijn, wat binnen het bereik ligt van de huidige schattingen van wetenschappers. Echter, er zijn enkele kanttekeningen bij de bevindingen van de onderzoekers.

Hun model gaat ervan uit dat getijresonanties nooit te extreem worden, zei Hay. Hij en zijn team willen terugkeren naar deze variabele in het model en kijken wat er gebeurt als ze die beperking opheffen.

Hay hoopt ook dat toekomstige studies de ware diepte van de oceanen in deze manen zullen kunnen afleiden.