ज्वारीय ताप कम आयो की कक्षा कैसे हो सकती है?


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इस सवाल का जवाब क्या Io एक जादुई ऊर्जा मशीन है? पता चलता है कि ज्वार "स्क्वाशिंग" के कारण आयो के आंतरिक ताप से ऊर्जा, क्योंकि यह चक्रीय रूप से करीब है और बृहस्पति से इसकी अण्डाकार कक्षा में दूर आयो की कक्षा की ऊर्जा से आएगी। एक कम ऊर्जा कक्षा आवश्यक रूप से छोटा है, और वास्तव में इसका मतलब है कि वेग बड़ा होगा। (जब आप किसी उपग्रह की कक्षा को अधिक ऊंचाई तक उठाना चाहते हैं, तो आप वास्तव में गति को धीमा करने की दिशा में जोर का उपयोग करते हैं ।)

यह देखते हुए कि ज्वारीय बल थोड़े जटिल हैं (cf. ज्वार के कारण चंद्रमा पृथ्वी से क्यों हट रहा है? क्या यह अन्य चंद्रमाओं के लिए विशिष्ट है? ), क्या यह प्राथमिकता है कि ताप Io की कक्षा को कम कर देगा, जिससे उसे गति मिल सकती है? ? (विचार करें कि पृथ्वी के चंद्रमा का आवर्तन पृथ्वी के तरल महासागर के हिस्से के कारण होता है, और बृहस्पति एक गैस विशालकाय है।) क्या यह सिर्फ पेरिजोव है जो घटेगा , या अर्ध-प्रमुख धुरी?

रेडियल बल के कारण एक (प्रतीत होता है, भोलेपन, औसत रूप से) एक स्पर्शरेखा त्वरण कैसे हो सकता है? आयो बृहस्पति के समीप स्थित है, इसलिए उसकी अपनी धुरी के चारों ओर उसका घूर्णन बृहस्पति के चारों ओर घूमता है।

संपादित करें: fwiw यदि Io और बृहस्पति के अन्य चन्द्रमाओं के बीच गुरुत्वाकर्षण का अंतर होने से समस्या आसानी से उत्तर देने में जटिल हो जाती है, मुझे ज्वार के ताप की मूल गतिशीलता और एक चंद्रमा की कक्षा पर प्रभाव के बजाय अधिक दिलचस्पी है, विशेष रूप से Io की परिस्थिति।


कृपया जांचें "ctually का अर्थ है कि वेग बड़ा होगा। (जब आप किसी उपग्रह की कक्षा को अधिक ऊंचाई तक उठाना चाहते हैं, तो आप वास्तव में गति को धीमा करने की दिशा में जोर का उपयोग करते हैं।")।
अल्चिमिस्ता

जवाबों:


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ज्वारीय ताप कम आयो की कक्षा कैसे हो सकती है?

यह नहीं है, कम से कम पहले के आदेश के लिए नहीं। पहला आदेश प्रभाव यह है कि ज्वारीय ताप आयो की कक्षा को प्रसारित करने का कार्य करता है। इसके विपरीत, यूरोपा और गेनीमेड के साथ कक्षीय प्रतिध्वनि आयो की कक्षा को अधिक अण्डाकार बनाने के लिए कार्य करती है। यह एक अच्छा हिस्टैरिसीस लूप की ओर जाता है।

मान लीजिए कि Io काफी गोलाकार कक्षा में है। इससे ज्वारीय तनाव कम हो जाता है, जिससे Io शांत हो जाता है। एक कूलर और इसलिए अधिक कठोर Io एक ज्वैलर की तुलना में ज्वारीय विकृति के लिए कम संवेदनशील है और इसलिए अधिक प्लास्टिक Io है। एक ही कक्षा में दो पिंडों को देखते हुए, एक गर्म और प्लास्टिक, दूसरा ठंडा और कठोर, गर्म शरीर एक कूलर की तुलना में अधिक ज्वारीय विकृतियों का शिकार होगा। यह ऑब्जेक्ट के लव नंबर द्वारा कैप्चर किया गया है । प्रतिक्रिया में अपरिहार्य अंतराल का मतलब है कि प्रतिक्रिया एक अण्डाकार कक्षा के लिए पेरीप्सिस / एपोप्सिस के बारे में सममित नहीं होगी, और प्लास्टिसिटी जितनी अधिक होगी, उतना ही अधिक विषमता होगी। यह ऑब्जेक्ट के ज्वारीय गुणवत्ता कारक द्वारा कैप्चर किया गया है ।k2Q

आयो की यह शीतलता, क्योंकि इसकी कक्षा वृत्ताकार के करीब हो जाती है, कभी-कभी मौजूद प्रतिध्वनि प्रभावों को अब वृत्ताकार प्रभावों पर हावी होने में सक्षम बनाती है। आयो की कक्षा धीरे-धीरे अधिक अण्डाकार हो जाती है। यह अण्डाकार कक्षा ठंड, कठोर Io पर ज्वार के तनाव को बढ़ाती है, जिससे अंततः यह गर्म होने लगती है और अधिक प्लास्टिक बन जाती है। गोलाकार प्रभाव बढ़ता है क्योंकि कक्षा अधिक अण्डाकार रूप में बढ़ती है और चूंकि Io का आंतरिक भाग अधिक लचीला और अधिक प्लास्टिक बन जाता है। अंततः गोलाकार प्रभाव कक्षीय अनुनाद प्रभाव पर हावी हो जाता है, जिससे Io की कक्षा अधिक गोलाकार हो जाती है - जब तक कि चक्र दोहराता नहीं है।

कुल्ला और दोहराएं, कम से कम जब तक कि आयो, यूरोपा और गेनीमेड के बीच तीन-तरफा कक्षीय प्रतिध्वनि होती है। वह तीन-तरफा ज्वारीय प्रतिध्वनि कब तक मौजूद है और यह कितनी देर तक चलेगी, जहां तक ​​मुझे पता है, अज्ञात है।


खैर, कुछ अवशिष्ट (चूंकि आयो आमतौर पर पहले से ही ज्वारीय ताला में होता है) के अलावा, हीटिंग के लिए रोशन / दोलन का योगदान होता है, ऊर्जा को आयो और अन्य चंद्रमाओं की कक्षीय ऊर्जा से आना चाहिए , इसलिए एक कल्पित गैर-विकृत शरीर के प्रक्षेपवक्र की तुलना में कक्षा को कम करना । (बस कोई अन्य स्रोत नहीं है।) एक सोचा प्रयोग में, दो अकेला, विकृतिपूर्ण, बड़े पैमाने पर खगोलीय पिंड एक दूसरे के करीब से गुजर रहे हैं, विरूपण से ज्वार की गर्मी के लिए अपनी गतिज ऊर्जा को खो देंगे और वे अलग हो जाएंगे। Io की स्थिति मूल रूप से एक ही स्थिति है, बस दोहराव।
पीटर -

(यह है कि बृहस्पति के घूमने के कारण Io की कक्षीय ऊर्जा सबसे अधिक बढ़ रही है, क्योंकि Io घूमता है, अर्थात बृहस्पति की घूर्णी दिशा में, इसके बावजूद।)
पीटर -

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@ पीटरए. श्नाइडर - सबसे निश्चित रूप से एक और स्रोत है, और वह स्रोत है बृहस्पति का घूर्णन। ग्रह की परिक्रमण दर (जैसे, बृहस्पति की गैलीलियन चन्द्रमाओं) की तुलना में एक ग्रह की परिक्रमा करने वाले मून्स सर्पिल होते हैं। कितनी तेजी से ग्रह के और चंद्रमा के ज्वारीय गुणवत्ता कारकों पर निर्भर करता है और प्यार संख्या। जोवियन और सैटर्नियन सिस्टम दोनों में ज्वारीय अपव्यय का एक अच्छा सौदा है। Qk2
डेविड हैमेन

यह जवाब मेरे लिए बेहद अस्पष्ट है। आयो का तापमान कैसे प्रभावित करता है कि अनुनाद प्रभाव वृत्ताकार पर हावी होता है या नहीं?
एमिलियो पिसांती

आप सही हैं, एक और संभावित मेमोरी है, ताकि वह हिस्सा गलत था; लेकिन क्या ज्यूपिटर रोटेशन आयो की गर्मी में ज्यादा योगदान देता है? मुझे ऐसा नहीं लगता - यह सिर्फ Io के चारों ओर घूमता है और इसकी कक्षा को रैंप करता है। आइओ का वल्कनिज्म नॉन-रोटेटिंग जुपिटर के चारों ओर एक जैसा होगा।
पीटर - मोनिका

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डेविड हैमेन के उत्तर में इस बात के कई दिलचस्प विवरण शामिल हैं कि Io की कक्षा समय में कैसे विकसित होती है (और बताती है कि Io अभी भी ज्वालामुखीय हो सकती है, हालांकि अभी Io की कक्षा अत्यंत गोलाकार है)। यह यह भी बताता है कि यदि Io को पूरी तरह से बंद कर दिया गया था, जिसमें कोई अन्य चंद्रमा नहीं है, तो यह गर्मी नहीं करेगा और इसकी कक्षा में बदलाव नहीं होगा, जो हो सकता है कि प्रश्नकर्ता ज्यादातर सोच रहा था। शायद एकमात्र शेष प्रश्न तब हो सकता है, क्यों एक चंद्रमा जो एक गोलाकार कक्षा में है, लेकिन सही दर पर घूर्णन नहीं कर रहा है, अपनी कक्षा को बदल रहा है?

इसके लिए, एक दिलचस्प परिणाम यह है कि यदि चंद्रमा अपनी कक्षा की तुलना में तेजी से घूम रहा है, तो चंद्रमा के आकार को उसके ज्वार-भाटे से लैस करने की प्रतिक्रिया में देरी का मतलब है कि उसके उभारों के "बिंदु" ग्रह के साथ संरेखण से आगे निकल जाएंगे। । यह गुरुत्वाकर्षण से एक टोक़ पैदा करता है जो अपने स्पिन को धीमा करता है। अगर यह अपनी कक्षा की तुलना में धीमी गति से घूमता है तो विपरीत धारण करता है। तो यह है कि स्पिन को कैसे बंद किया जाता है, और इसके साथ कुछ हीटिंग जुड़ा हुआ है। लेकिन ग्रह-चंद्रमा प्रणाली (अन्य चंद्रमाओं की अनदेखी) कोणीय गति का संरक्षण करना चाहिए, इसलिए यदि स्पिन धीमा हो जाती है, तो कोणीय गति कहीं और दिखानी चाहिए - यह कक्षा में दिखाई देती है। इसलिए कक्षा की ऊर्जा के बारे में सोचने के बजाय (जो संरक्षित नहीं है क्योंकि गर्मी पैदा होती है और स्पिन बदलती हैं), स्पिन प्लस कक्षा की कोणीय गति के बारे में सोचें।

चूँकि Io tidally लॉक नहीं है, यह या तो नहीं कर रहा है, लेकिन इसके इतिहास में लॉक होने से पहले, यह एक या दूसरे ने किया होगा। पृथ्वी और चंद्रमा के रूप में, चंद्रमा को ख़ुशी से बंद कर दिया गया है लेकिन पृथ्वी चंद्रमा की कक्षा की तुलना में तेज़ी से घूम रही है, इसलिए पृथ्वी के उभार चंद्रमा से आगे निकल जाते हैं और इसलिए चंद्रमा हमारी स्पिन को कम कर रहा है। कोणीय गति का नुकसान चंद्रमा की कक्षा में जाना चाहिए, इसलिए चंद्रमा दूर हो रहा है।

यदि आप ऊर्जा के संदर्भ में सोचते हैं, तो आप देखते हैं कि चंद्रमा के गुरुत्वाकर्षण से पृथ्वी गर्म हो रही है। साथ ही, चंद्रमा की कक्षा ऊर्जा में बढ़ रही है। इसलिए उन दोनों के लिए एक स्रोत होना चाहिए, और यह पृथ्वी के स्पिन में ऊर्जा है। यहां इस बारे में कोई सवाल नहीं है कि पृथ्वी द्वारा ऊष्मा विकिरण के रूप में खोई गई ऊर्जा चंद्रमा की कक्षा से बाहर कैसे आ सकती है, क्योंकि वास्तव में कक्षीय ऊर्जा बढ़ रही है। यह अधिक स्पष्ट है कि स्पिन ऊर्जा हीटिंग और ऑर्बिट दोनों में कैसे जा सकती है, क्योंकि यह स्पिन है जो उन बलों का निर्माण कर रही है जो हीटिंग और कक्षीय दोनों प्रभावों का कारण बन रहे हैं। इसी तरह, यदि कोई चंद्रमा अपनी कक्षा की तुलना में तेजी से घूम रहा है, तो वह स्पिन चंद्रमा पर ऐसी ताकत बनाता है जो उसकी स्पिन को धीमा कर देती है, और उस ऊर्जा का कुछ हिस्सा चंद्रमा को गर्म करने में चला जाता है, और कुछ अपनी स्वयं की कक्षा को उठाने (कोणीय गति को संरक्षित करने) में चला जाता है )।


आपके उत्तर और अंतर्दृष्टि के लिए धन्यवाद! बृहस्पति-Io काफी दिलचस्प प्रणाली है और हमें सोचने के लिए बहुत कुछ प्रदान करती है।
उहोह
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