¿Cómo puede un planeta gaseoso bloquearse por marea con una estrella?

Suponiendo que un planeta está hecho completamente de gas, ¿es posible que el planeta se bloquee por marea con la estrella que orbita?

Sé que cuando un planeta terrestre orbita una estrella en una cantidad de tiempo diferente a la duración de su día, el planeta se deforma continuamente, lo que resulta en un calentamiento por marea. Este calentamiento toma energía de la rotación del planeta hasta que se estabiliza en una formación bloqueada por mareas.

Creo que un planeta puramente gaseoso también tendría algún tipo de calentamiento interno por la misma razón. Pero debido a que la "superficie" de un planeta gaseoso es fluida, también debe obedecer principios termodinámicos.

Como ejemplo básico, el lado del planeta que mira hacia una estrella se calienta y el lado que mira hacia el otro lado se enfría. El gas caliente se expande y el gas frío se contrae y se obtiene convección, ciclos de Hadley, vientos dominantes y patrones climáticos caóticos.

Así que parece que hay una batalla entre la gravedad, que quiere que el gas deje de moverse y quede bloqueado por la marea, y la termodinámica, que quiere que la superficie se agite con la convección.

¿Un proceso domina sobre el otro? ¿Un proceso toma el control lentamente mientras el otro se desvanece? ¿Puede ir de cualquier manera?

Respuestas (1)

Los planetas gaseosos se bloquearían por marea, tal como lo hacen las estrellas binarias. Eso ocurriría además de la convección: los efectos de las mareas son débiles y operan en escalas de tiempo muy largas, la convección es fuerte y opera en escalas de tiempo mucho más cortas. Es cierto que un planeta gaseoso se adapta más fácilmente al potencial de marea incluso si está girando, por lo que hay menos rotación de las protuberancias de marea, pero las protuberancias de marea son más grandes porque llenan la equipotencialidad, mientras que las superficies sólidas no lo hacen. . Entonces, la rápida respuesta del gas podría hacer que el proceso de bloqueo sea más rápido o más lento, según el efecto que domine. Pero probablemente tenga razón al centrarse en la disipación de energía como el requisito clave, y el gas probablemente sea menos disipativo, por lo que supongo que el tiempo de bloqueo es más largo para el gas. Aún así, hay disipación de energía, hay un retraso a medida que fluye el gas,

Entonces, si entiendo correctamente, ambos procesos no son mutuamente excluyentes. Esto implica que hay una cierta región dentro del planeta que obedece principalmente al bloqueo de las mareas, además de una región dominada por la convección. Mi conjetura entonces es que el bloqueo de las mareas comienza en el núcleo del planeta y crece lentamente hacia el exterior hasta que alcanza un punto de equilibrio estable donde la convección se convierte en el mecanismo dominante que impulsa el movimiento del planeta.
Diría que es mejor no pensar en el bloqueo y la convección como si estuvieran en competencia, sino como dos procesos independientes que se desarrollan en diferentes escalas de tiempo. Es como la órbita de la Luna alrededor de la Tierra: la gravedad del Sol impone una órbita alrededor del Sol durante el año, y la gravedad de la Tierra impone una órbita alrededor de la Tierra cada mes. Los dos procesos no compiten, simplemente ocurren de la mano.
Eso tiene sentido físicamente, pero me hace preguntarme cómo definimos "bloqueo de marea". Había imaginado el bloqueo de marea como "siempre mostrando una cara hacia el centro de rotación". Eso no es cierto si la convección está moviendo partes del planeta. Si los objetos gaseosos pueden bloquearse por mareas, supongo que debe significar que "la molécula de gas promedio viaja una vez alrededor del planeta por período orbital del planeta". Aunque no estoy seguro de cómo podríamos medir una propiedad como esa de manera práctica.
¡Sí, tiene razón en que no es trivial definir el período de rotación de los gigantes gaseosos! Incluso para el Sol, no es tan obvio qué significa exactamente el período de rotación.
¿Cómo puede un planeta gaseoso bloquearse por marea con una estrella?
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