卫星的温度比实际温度要高,距离太阳约 7.78 亿公里(4.83 亿英里)。
人们曾认为大部分额外的热量是由木星本身提供的,但现在有一个新的假设:它们正在互相加热。
木星并不是为周围的卫星充当熊熊的篝火,但由于其巨大的质量,它所做的就是推动和拉动其卫星,从而产生热量。这是一种称为潮汐加热。
这项最新研究中的新模型着眼于月球之间的加热,发现它们之间的引力相互作用可能足以引起比它们所绕轨道的行星更多的潮汐加热。
“这很令人惊讶,因为卫星比木星小得多,”行星科学家哈米什·海伊说,来自 NASA 喷气推进实验室 (JPL)。 “你不会想到它们能够产生如此大的潮汐反应。”
希望这一新发现能够帮助天文学家更多地了解木星卫星系统的整体演化。到目前为止,我们至少知道 79 颗木星卫星。木卫一、木卫二、木卫三和木卫四是最大的四个。
科学家认为这四个大卫星足够温暖隐藏着液态水的海洋而木卫一的温度足以容纳 400 多座活火山。因此很明显,有某种东西正在阻止这些卫星在深空结冰。
潮汐加热的原理是通过所谓的潮汐共振– 这些卫星本质上是以一定的频率振动的,这种现象在任何有水的地方都会发生,包括地球上。
“共振会产生更多热量,”海伊说。 “基本上,如果你推动任何物体或系统然后放开,它就会以其自身的自然频率摆动。
“如果你继续以正确的频率推动系统,这些振荡会变得越来越大,就像你推动秋千一样。如果你在正确的时间推动秋千,它会变得更高,但时机错误,并且秋千的运动受到抑制。”
在计算这些自然频率时,研究人员发现:木星本身的潮汐共振与这些卫星上的海洋大小并不相符。
只有当来自卫星本身的引力也被加上时,潮汐力才符合当前的估计海洋。研究小组认为,整体潮汐加热可能足以融化卫星内部的冰和岩石。
与此类模型一样,存在一些有依据的猜测——例如,在本例中,潮汐共振的稳定性如何。
然而,研究人员表示,他们现在已经为进一步探索这一现象奠定了良好的基础,同样的方法可以帮助识别太空中更远的地方可能存在的海洋世界。
“最终,我们希望了解所有这些热量的来源,因为它对太阳系内外许多世界的演化和宜居性的影响,”行星科学家安东尼·郑 (Antony Trinh) 说,来自亚利桑那大学。
该研究发表于地球物理研究通讯。