Alguém sabe por que três das maiores luas de Júpiter orbitam em ressonância 1: 2: 4?

Três das primeiras quatro luas já descobertas fora de nossa própria esfera planetária de influência gravitacional orbitam em ressonância muito próxima da perfeita. A órbita de Europa é quase exatamente duas vezes maior que a de Io, e a de Ganimedes é quase exatamente duas vezes maior que a de Europa. Talvez seja apenas coincidência. Se você observar coisas aleatórias suficientes, começará a ver padrões que não estão necessariamente lá. Mas seria uma grande coincidência. Quando vejo algo assim na natureza, tenho que me perguntar se há uma causa subjacente.

As proporções não são exatamente exatamente 2; portanto, se houver uma influência gravitacional ou algo que a atraia para essa ressonância, a influência não deve ser suficientemente forte para forçar a ressonância exata. Ou talvez seja, com tempo suficiente, mas colisões "recentes" ou a atração de outros satélites no sistema podem tê-los afastado um pouco de sua ressonância. Alguém estudou isso e encontrou uma provável razão para esse fenômeno?

Quando as luas da Galiléia se formaram, elas não estavam em ressonância uma com a outra. Todos eles estavam em órbitas um pouco menores do que estão agora. Com o tempo após sua formação, a órbita de Io se moveu lentamente para fora devido às marés de Júpiter. Esse é o mesmo efeito que está fazendo com que nossa lua se afaste lentamente da Terra (aproximadamente na mesma proporção em que suas unhas crescem). É assim. A gravidade da Lua faz com que as marés se formem nos oceanos da Terra. Este volume de água é levado adiante com a rotação da Terra, porque a Terra está girando mais rápido do que a Lua está orbitando. Como a lua ainda está atraindo a protuberância, causa um arrasto na Terra, diminuindo sua rotação. Ao mesmo tempo, a protuberância está atraindo a lua, fazendo com que ela vá mais rapidamente em sua órbita. À medida que a lua acelera, sua órbita aumenta. Então, essencialmente, a Terra ' A energia de rotação está sendo transferida para a energia orbital da Lua. O mesmo acontece com Júpiter e Io, com uma protuberância na atmosfera de Júpiter fazendo com que a órbita de Io fique maior.

À medida que a órbita de Io se expandia, seu 'ano' ficou mais longo, até se aproximar de uma ressonância de 2/1 com Europa. Quando atingiram a ressonância, ficaram "presos", sua gravidade mútua agindo um sobre o outro a reforçou. Io ainda estava aumentando a maré em Júpiter, e sua órbita ainda estava tentando se expandir. À medida que a órbita de Io continuava se expandindo, deu um chute gravitacional a Callisto em cada passagem, expandindo ambas as órbitas até que Callisto alcançasse uma ressonância de 2/1 com Ganimedes. É aqui que as 3 luas galileanas internas têm ressonância. As órbitas ainda estão se expandindo, mas muito mais devagar porque, com cada uma delas, fica mais difícil transferir a energia. Com tempo suficiente, todas as quatro luas da Galiléia provavelmente alcançariam ressonância, embora o sol morra antes que isso aconteça.

Posso ter alguns dos pequenos detalhes errados aqui, mas esta é a história que eu a entendo.