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カリストの軌道傾斜角を沈ませること

2020-09-12 19:22:57 | 木星系
ガリレオ衛星の並びを地球から眺めてると大体一直線に並んでいる。木星の自転が潮汐作用でガリレオ衛星の公転軌道を遠ざけていると同時にガリレオ衛星同士の潮汐作用で自転軸傾斜、軌道傾斜角と離心率に増減が出てくる。カリストに影響が大きいのは隣のガニメデ。通説とは違ってカリストにも地下海洋が有るかも。以下、機械翻訳。
カリストの軌道傾斜角を沈ませること
要約
カリストが表面下の大洋を所有すると思われます、そしてそれは傾斜の潮流のためにエネルギーを散らすでしょう。 この消散は10億年以内にどんな原始の軌道傾斜角でも沈ませるべきでした - そしてなおかつカリストが現代の軌道傾斜角を維持します。 我々はそれを議論します
カリストの軌道傾斜角と離心率は共に比較的最近の過去(3億年以内)に引き起こされました。 この刺激は起こったけれども
カリストが、「共鳴ロッキング」モデルによれば、外側に移住して、そしてガニメデとの2:1平均運動共鳴を通して発生しました。 ガニメデの軌道の要素は同じく同じイベントによって刺激されました。 現代の軌道要素を説明するために、我々はカリストでは固体の潮汐 k2 / Q~0.05とガニメデの際立ってより低い値を推定します。
キーワード:惑星と衛星: 動的進化と安定性 - 惑星と衛星:大洋 - 惑星と衛星:内部

図1. Chen et al。の海洋傾斜潮汐消散率からの傾斜減衰時間スケール。 (2014)。の証拠を持つそれらの氷の衛星
地下海は星で示されます(Nimmo&Pappalardo 2016)。青とオレンジの破線は、4.56 Gyrと1 Gyrのマークで、
カリストとタイタンは長期にわたる傾向。まだエネルギー散逸が大きいのに異常です


図2.カリストの傾斜寿命が物理的パラメーターによってどのように変化するか
式を使用します。 3.本書の残りの部分で使用されている値には、「+」とcD = 0.002、h = 30 km、d = 150 kmです。 これらの値の場合、β2= 0.88および
υ2= 1.05。


図3.過去のガリレオ衛星の準長軸進化15億年は、Fullerらのように、共鳴ロッキングシナリオを想定しています。 (2016)。
Io、Europa、Ganymede、およびCallistoのtα値は44、101、217、および70 Gyr。 ラプラスの対応する現在の潮汐値は20 Gyrです。
カリストの共鳴と27億年。 表示されている期間を正当化するために、
カリストとガニメデ間の低次共鳴のラプラスの共振が30億年より前に始まったと仮定した。 名目上の場所


図4. pを通過した後のカリストの要素のブースト:p + q、1≤
Io(水色)、Europa(濃いオレンジ)、およびガニメデとのp≤11の共振
(濃紺)。 正確な共振では、α= [p /(p + q)]^2/3
なので、αは1に近づきます 増加するp。 ここでの2次と3次の共振は混合されますx^q−1_
より高い要素のブーストを生成するため、Moon-x-Callistoの共鳴。
カリストが図3で通過するガニメデの共鳴は丸で囲まれ、ラベルが付けられています。 破線はカリストの現在のiとeです。


図5.カリストの傾き(左、青)と離心率(右、オレンジ)tα= 70 Gyr、d = 150 km、固体k2 / Q = 0.045の進化。
傾斜ブーストは、i-Ganymede-i-Callistoとi^2-カリスト共鳴の合計です。
、および偏心ブーストはe-Callisto(e^2−カリスト二次)共鳴。 このモデルは、カリストの現在の軌道要素を再現できます。


図6.傾き(上)と離心率(下)の間の誤差 進化モデルとカリストの現在の値を異なるtα、d、およびk2 / Q。
傾斜における固体傾斜潮汐成分のk2 / Q 等高線図はtαごとに固定され、最小化に使用される値です。
特定のtαの右側のプロットの偏心誤差(つまり、黄色のバンド)。 「+」は、図5で使用されるパラメータを示します。

1 イントロダクション
衛星の熱の、そして軌道の進展は惑星と衛星(例えば、 Goldreich & Soter 1966)両方で潮によって散らされたエネルギーによって管理されます。
衛星によって惑星で提起された潮流が一般に惑星の引き寄せレートを下げて、そして、その半主要な軸(軌道の距離)を増やして、角運動量を衛星に転送します。 この規則の例外は、トリトンのような、逆行の衛星とフォボスのような、同期的なローテーションポイント以内の衛星です。 これらの場合、衛星は惑星に向かって中にらせん状に動きます。 惑星で提起された潮流が同じく衛星の離心率(楕円軌道は、円形であることから、なんと遠いことでしょう)を上げて、そしてその軌道傾斜角(軌道の平面とラプラス平面の間の角度)を下げるでしょう。 ラプラス平面は平均軌道の平面です、それでラプラス平面の通常の周りの軌道の法線 precesses 。
惑星によって同期して回転している衛星で提起された潮流が軌道傾斜角あるいは傾斜(軌道の正常と引き寄せポールの間の角度)あるいは離心率が同期的なローテーション変則のルートにあるかどうかによっている離心率を下げるでしょう。
衛星の自転軸傾斜と軌道傾斜角はカッシーニ状態(ウォード 1975)を経由して関連しています、それで自転軸傾斜の潮汐が自転軸傾斜を下げる軌道傾斜角を下げる(例えば、 Chyba およびその他. 1989)。
軌道傾斜角と離心率が減少する量は衛星がどれほど容易に惑星の引力そしてどれぐらいの摩擦かのために量の中心を接続しているラインに潮の出っぱりを再び整列させようとすることにおいてそのインテリア経験をゆがめるかによります。
軌道傾斜角と離心率とそれらの対応する潮の加熱のための変化率が衛星が完全に頑丈であるという仮定、 粘弾性の 体(ロス&シューベルト1986年)の下で最もしばしば計算されます。
増大する証拠があります、しかしながら、我々の太陽系のそれほど多くの衛星が純粋に固体の天体でなくて、そして表面下の大洋(ニモ& Pappalardo 2016)を持つかもしれません。 例えば、誘発された磁界の検出がカリスト接近飛行の間に探査機ガリレオ magnetometer によってです(ツィンメルおよびその他。 2000) そしてタイタンの傾斜の測定
(ビルズ&ニモ2011年; Baland およびその他。 2011) 強く、それを示唆してください


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