Новый метод позволяет рассчитать приливные эффекты на недра планет
Ученые разработали новый метод расчета того, как приливы влияют на внутреннюю часть планет и их спутников (лун). Важно отметить, что новое исследование рассматривает влияние приливов на объекты, которые не имеют идеально сферической внутренней структуры, что является предположением большинства предыдущих моделей.
Приливы относятся к деформациям, испытываемым небесными телами при гравитационном взаимодействии с другими объектами. Подумайте о том, как мощная гравитация Юпитера влияет на его спутник Европу. Поскольку орбита Европы не круговая, огромное действие гравитации Юпитера на Европу меняется по мере ее движения по орбите.
Когда Европа находится ближе всего к Юпитеру, гравитация планеты ощущается сильнее всего. Энергия этой деформации нагревает недра Европы, позволяя океану жидкой воды существовать под ледяной поверхностью луны.
На этом видео Европа (в разрезе) показана на протяжении двух оборотов вокруг планеты-гиганта Юпитера. Европа имеет железное ядро, каменистую мантию и поверхностный океан соленой воды. Однако, в отличие от Земли, этот океан достаточно глубок, чтобы покрыть всю луну, а поскольку она находится далеко от Солнца, поверхность океана полностью замерзла. Орбита Европы эксцентрична, а это значит, что во время ее движения вокруг Юпитера приливы и отливы, вызванные Юпитером, поднимают и опускают поверхность. Видно, что положение Юпитера относительно Европы также либрирует, или колеблется, с одинаковым периодом. Это приливное действие вызывает нагрев внутри Европы. Именно этот приливной нагрев поддерживает океан Европы в жидком состоянии и может оказаться критическим для выживания простых организмов в океане, если они существуют. Планета-гигант Юпитер вращается с запада на восток, хотя и медленнее, чем показано в ролике.
«То же самое относится и к спутнику Сатурна Энцеладу», — говорит соавтор исследования Александр Берн из Калифорнийского технологического института в Пасадене и филиала Лаборатории реактивного движения НАСА. «У Энцелада есть ледяная оболочка, которая, как ожидается, будет гораздо более симметричной, чем у Европы».
Приливы, испытываемые небесными телами, могут влиять на то, как планеты и луны развиваются с течением времени, а в таких случаях, как Европа и Энцелад, на их потенциальную пригодность для жизни, какой мы ее знаем. Новое исследование дает возможность более точно оценить, как приливные силы влияют на внутренние части планет.
В статье также обсуждается, как результаты исследования могут помочь ученым интерпретировать наблюдения, сделанные в ходе миссий к различным мирам — от Меркурия и Луны до внешних планет Солнечной системы.
Исследование опубликовано в журнале The Planetary Science Journal.