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宇宙:外惑星衛星における強い海洋潮汐流と加熱

Nature 456, 7223 doi: 10.1038/nature07571

最近の宇宙探査計画で得られたデータにより、外惑星のいくつかの衛星に液体の海洋があるという考えがさらに強く支持されるようになり、その中で木星の衛星エウロパが最大の関心を集めている。しかし、これらの衛星では、表面温度が極端に低く、放射性熱源もわずかであることから、海洋が液体のままでいられる仕組みははっきりしていない。一般的には、岩石と氷からなる固体の衛星が離心軌道上を運動する間に、衛星を伸縮させる潮汐力によってこれらの海洋が温められ、海洋に入ってきた熱は海洋表面を覆っている氷の断熱層のため、すぐに散逸しないのだろうと考えられている。しかし本論文では、液体の海洋中に強い潮汐散逸(と加熱)があるという考えについて論じ、これまで考慮されていなかった、傾斜(衛星の軌道面に対する自転軸傾斜)による副次的な潮汐力が、これらの海洋中に大振幅のロスビー波を共鳴励起するのにちょうどよい形と周波数をもっていることを示す。特にエウロパでは、この共鳴現象で生じた海洋流の最小の運動エネルギー(7.3×1018 J)は、主要な潮汐力によって励起される海洋流の運動エネルギーの2,000倍の大きさになる。このエネルギーの散逸は十分大きいと考えられ、主要な海洋加熱源となるだろう。

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