木星の3つの最大の月の3つが1:2:4の共振で軌道を回る理由を誰か知っていますか?


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これまでに発見された最初の4つの衛星のうち 3つは、私たちの惑星の重力の影響圏の外で、完全な共鳴に非常に近い軌道を描いています。Europaの軌道はIoの軌道の​​ほぼ2倍、Ganymedeの軌道はEuropaの軌道のほぼ2倍です。たぶんそれは単なる偶然でしょう。十分にランダムなものを見ると、必ずしもそこにあるとは限らないパターンが見え始めます。しかし、それはかなり大きな偶然でしょう。私はこのようなものを自然の中で目にするとき、根本的な原因があるのか​​どうか疑問に思います。

比率は正確に2ではありません。したがって、重力の影響や、それらをこの共鳴に引き寄せる何かがある場合、その影響は、正確な共鳴を強制するのに十分なほど強力ではないはずです。あるいは、十分な時間があればそれでもよいかもしれませんが、「最近の」衝突やシステム内の他の衛星の引き寄せにより、それらの共振が少し外れた可能性があります。誰かがこれを研究し、この現象の考えられる理由を見つけましたか?


申し訳ありませんがお願いします。あなたの質問は、昨日のGalilean Moons XKCDと何か関係がありますか?そのコミックは実際には間違っている(まあ、意図的に、それが真実である場合はカリストに何が起こるかを見てください)ため、イオヨーロッパとガニメデは決して三重結合ではなく、ラプラス共鳴はそれが不可能である理由の方程式を与えます。いい質問です、そして答えは読むのが楽しいでしょう!:)
TildalWave 2013

私はXKCDを読んで、とても気に入っています。3つすべてが整列すると、実際には1つは常に木星の反対側にあります。それは私が上で参照したwiki上でそれを示しています。しかし、私はラプラス共鳴が私の質問への答えだと思います。
Mark Ba​​iley、

はい、そうですが、よく説明するのは非常に困難です。私の能力をはるかに超えて恐れています。:}
TildalWave 2013


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ええ@Envite。ページが表示されます。それが答えでなければなりません。ある日、その意味を理解するのに十分な時間を費やします。
Mark Ba​​iley、

回答:


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ガリレオ月が形成されたとき、それらは互いに共鳴していませんでした。それらのすべては、現在よりもわずかに小さい軌道にありました。形成後の時間の経過とともに、イオの軌道は木星からの潮流のためにゆっくりと外側に移動しました。これは、月が地球からゆっくりと離れるのと同じ効果です(爪が成長するのと同じ速度で)。こんなふうになります。月の重力により、地球の海で潮が形成されます。地球は月が周回しているよりも速く回転しているため、この水の膨らみは地球の自転とともに持ち越されます。月はまだ膨らみを引き付けているため、地球に抵抗を引き起こし、その回転を遅くします。同時に、バルジは月を引き付け、軌道上でより速く移動します。月が加速するにつれて、その軌道は大きくなります。本質的に、地球 sスピンエネルギーは、月の軌道エネルギーに転送されます。木星とイオでも同じことが起こり、木星の大気がふくらんでイオの軌道が大きくなります。

イオの軌道が拡大するにつれ、その年はヨーロッパとの2/1共振に近づくまで長くなりました。彼らが共鳴に達すると、彼らは「ロックイン」され、お互いに作用する相互重力がそれを強化しました。イオはまだジュピターの潮を上げていた、そしてその軌道はまだ拡大しようとしていた。Ioの軌道が拡大し続けると、パスごとにカリストに重力キックを与え、カリストがガニメデと2/1の共振に達するまで両方の軌道を拡大しました。これは、内側の3つのガリレオ衛星が共振する場所です。軌道はまだ拡大していますが、追加するたびにエネルギーを伝達するのが難しくなるため、はるかにゆっくりです。十分な時間が与えられれば、4つのガリレオ衛星すべてがおそらく共鳴に達するでしょうが、それが起こる前に太陽は消滅します。

細かい部分が少し間違っているかもしれませんが、これは私が理解している話です。


上記のコメントのリンクは、なぜ共鳴が成立するかを説明していますが、これは、軌道を回っている天体がその共鳴を最初に見つける可能性が高い理由の美しい発見です。
マークベイリー
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