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宇宙:位置天文学的観測から明らかになったイオと木星における強力な潮汐散逸

Nature 459, 7249 doi: 10.1038/nature08108

イオは太陽系内で最も火山活動が活発な天体であり、大きな表面熱フラックスをもつ。地質活動は、木星によって引き起こされる潮汐作用の結果と考えられているが、現在の潮汐作用による熱生成が、観測される表面の熱の流れを生成するほど十分高いかどうかは、わかっていない。イオの潮汐熱は、イオ-木星系の軌道運動のエネルギー(軌道加速の結果として生じる)に由来するが、木星のエネルギー散逸はイオの軌道運動を減速させる。本論文では、イオと木星での潮汐散逸を、ガリレオ衛星の軌道運動に及ぼすその影響を介して測定したことについて報告する。我々の結果は、イオにおける内部エネルギーの散逸(k2/Q = 0.015±0.003、k2はラブ数、QはQ値)は、観測される表面熱フラックスとよく一致し、イオが熱平衡状態に近いことを示唆している。木星の散逸(k2/Q = (1.102±0.203) × 10−5)は、この系の長期的進化から予測される平均値の上限に近く、太陽系外惑星の散逸は、現在考えられている値よりも高い可能性がある。測定された永年加速は、イオが内側、つまり木星に向かって進化しており、またガリレオ衛星の最も内側の3個(イオ、エウロパ、ガニメデ)は正確なラプラス共鳴から外れて進化していることを示している。

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