Könnten die galiläischen Monde Jupiter gezeitenabhängig einschließen?

Nach meinem Verständnis erhöht die Schwerkraft des Mondes mit genügend Zeit allmählich die Zeit, die die Erde benötigt, um sich um ihre Achse zu drehen, und dass die Erde infolgedessen in ferner Zukunft gezeitenabhängig an den Mond gebunden sein wird (ignorieren die Tatsache, dass das Erd- und Mondsystem wahrscheinlich von der Sonne verschluckt wird, bevor dies geschehen kann, da die Sonne in etwa fünf Milliarden Jahren stirbt).

Als ich über diese Tatsache nachdachte, begann ich mich zu fragen, ob Jupiter nach einer absurd langen Zeitspanne aufgrund der Gravitationskraft, die seine Monde auf ihn ausüben, in eine Gezeitensperre geraten könnte. Oder würde die Tatsache, dass seine Monde in der Masse ziemlich ähnlich sind und dass ihre Positionen unterschiedlich sind, bedeuten, dass Jupiter nicht durch die Gezeiten blockiert wird, da er aus mehr als einer Richtung angezogen würde? Wenn Jupiter nur einen Mond, Ganymed, hätte, würden sie bei genügend Zeit gezeitengesperrt werden? Wenn ja, warum nicht? Wie langsam, aber sicher muss Ganymed Gezeiten auf Jupiter ausüben und dabei seine Rotation verlangsamen?

Ich denke, dass die Skala in der Größenordnung liegt, in der die Erde durch Gezeiten an die ISS gebunden wird.
Jupiter ist nicht fest, er dreht sich nicht einmal mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit (die Rotationsgeschwindigkeit hängt vom Breitengrad ab).

Antworten (2)

Jede Aktion wird von einer gleichen und entgegengesetzten Reaktion begleitet.

Insbesondere wird das Abbremsen der Drehung eines Planeten aufgrund von Gezeitenkräften, die von einem Mond ausgeübt werden, von der Gezeitenwölbung des Planeten begleitet, die die Umlaufgeschwindigkeit des Mondes beschleunigt (was sich sofort in eine Vergrößerung des Umlaufradius und eine entsprechende Verringerung der Umlaufgeschwindigkeit umwandelt).

Wenn der Mond im Vergleich zum Planeten massiv ist, sich in einer relativ niedrigen Umlaufbahn befindet und sich die Umlaufzeit nicht sehr von der Rotationsperiode des Planeten unterscheidet, wird der Planet schließlich durch Gezeiten blockiert. Aber wenn es einen großen Massenunterschied und einen signifikanten Unterschied in den Perioden gibt, werden die Monde entweder aus dem System geschleudert oder reisen in eine Umlaufbahn, die so hoch ist, dass die Gezeitenkräfte zu schwach sind, um sie auszuwerfen. Und in Anbetracht sowohl der Masse des Jupiters als auch seiner ziemlich lebhaften Rotationsrate (1 Jupitertag ist 10 Stunden lang) sind die letzteren Szenarien plausibler.

Beachten Sie, dass für Monde unterhalb der synchronen Umlaufbahnhöhe der gleiche Einfluss bremst; Absenken der Mondumlaufbahn und schließlich Deorbitieren des Mondes; dies könnte das letztendliche Schicksal von Metis sein, dem innersten Mond des Jupiter; Umlaufbahnradius von 129.000 km gegenüber 160.000 km synchroner Umlaufbahnradius. Ein ähnliches Schicksal kann den rückläufigen Monden widerfahren.

Interessant! Ich denke, das ist der Grund, warum Triton schließlich mit Neptun kollidieren wird?
Mir fiel ein anderes Beispiel ein; Phobos wird mit dem Mars kollidieren, während Deimos schließlich genug Geschwindigkeit gewinnen wird, um vom Mars zu entkommen.
@HappyKoala: Ja; Triton befindet sich weit über der stationären Umlaufbahn, ist aber rückläufig; denn diese Gezeitenkräfte bremsen unabhängig von der Periode. Übrigens, mit dem Deorbiting ist es nicht so einfach; Phobos kann jetzt jederzeit in einen Trümmerring zerfallen; es ist bereits unterhalb der Roche-Flüssigkeitsgrenze, fast äquatoriale, fast kreisförmige Umlaufbahn (nur 1 Grad Neigung); das würde bedeuten, dass, da die Trümmer um die Umlaufbahn verteilt sind, es keine einzige wandernde Gezeitenwölbung (oder einen wandernden Kamm, wenn es sich um einen geneigten Ring handelt) geben wird; nur ein ziemlich statischer Äquatorkamm, der nicht so viel Bremskraft ausübt.

Könnten die galiläischen Monde Jupiter gezeitenabhängig einschließen?

Nein.

Ich denke, wir können uns nur den Drehimpuls ansehen, um eine schnelle Antwort zu erhalten.

Der Rotationsdrehimpuls des Jupiter wird hier auf etwa 7E+38 kg m^2/s geschätzt, basierend auf der einheitlichen Dichte. Überraschenderweise wird sie auch hier und hier mit 6,9E+38 kg m^2/s angegeben .

Derselbe Link listet die vier größten Monde auf und die Summe ihres Drehimpulses beträgt etwa 4,5E+36

Mit einem Faktor von über 150 mehr Drehimpuls in Jupiters Rotation als in den Umlaufbahnen seiner vier größten Monde zusammen, glaube ich nicht, dass sie Jupiters Rotationsgeschwindigkeit überhaupt stark beeinträchtigen können.

Ich werde diese Antwort bearbeiten, sobald ich bessere Informationen über Jupiter finden kann. Also habe ich nach Schätzungen des gesamten Rotationsdrehimpulses für Jupiter gefragt? .

Für einen Jupiter-Satelliten gibt uns die Vis-Viva- Gleichung (für eine kreisförmige Umlaufbahn)

v = G M J / a

Der Bahndrehimpuls wird also sein

m v r = m r G M J / r = m r G M J .

Dies zeigt, dass, wenn die Umlaufbahn eines Satelliten um einen zentralen Körper angehoben wird, es keine unmittelbar offensichtliche grundlegende Grenze für die Menge an Drehimpuls gibt, die er von dem Planeten aufnehmen kann.

Castillo liegt derzeit bei 1,9 Millionen km und Ganymed bei etwa 1,1 Millionen. Um ihren Bahndrehimpuls um den Faktor 100 zu erhöhen, würde jedoch eine Vergrößerung ihrer Umlaufbahnen um den Faktor 10.000 erforderlich sein, und das würde sie in Bezug auf die Sonne weit über die Jupiter's Hill-Sphäre hinausbringen, also keine Würfel!.

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