¿Podrían las lunas galileanas bloquear las mareas de Júpiter?

Según tengo entendido, dado el tiempo suficiente, la gravedad de la Luna está aumentando gradualmente el tiempo que tarda la Tierra en girar alrededor de su eje y, como resultado, en un futuro lejano, la Tierra estará bloqueada por mareas con la Luna (ignorando el hecho de que el sistema de la Tierra y la Luna probablemente será tragado por el sol antes de que esto suceda, ya que el Sol muere en unos cinco mil millones de años).

Pensando en este hecho, comencé a preguntarme si, dada una cantidad de tiempo absurda, Júpiter podría bloquearse como resultado de la fuerza gravitatoria ejercida sobre él por sus Lunas. ¿O el hecho de que sus lunas sean bastante similares en masa y que sus posiciones difieran significaría que Júpiter no se bloquearía por mareas, ya que sería atraído desde más de una dirección? Si Júpiter solo tuviera una luna, Ganímedes, ¿se bloquearían por mareas si se les diera suficiente tiempo? Si es así, ¿por qué no? Por muy lento que sea, seguramente Ganímedes debe ejercer mareas sobre Júpiter y, al hacerlo, ralentizar su rotación.

Creo que la escala es del orden de que la Tierra se bloquee por mareas con la ISS.
Júpiter no es sólido, ni siquiera gira a una velocidad angular constante (la velocidad de rotación depende de la latitud).

Respuestas (2)

Toda acción va acompañada de una reacción igual y opuesta.

Específicamente, el frenado del giro de un planeta debido a las fuerzas de marea ejercidas por una luna está acompañado por el abultamiento de la marea del planeta que acelera la velocidad orbital de la luna (que rápidamente se convierte en un aumento del radio orbital y la correspondiente reducción de la velocidad orbital).

Si la luna es masiva en comparación con el planeta, en una órbita relativamente baja, y el período orbital no es muy diferente del período de giro del planeta, eventualmente el planeta se bloqueará en las mareas. Pero si hay una gran diferencia de masa y una diferencia significativa en los períodos, las lunas serán expulsadas del sistema o viajarán a una órbita tan alta que las fuerzas de las mareas serán demasiado débiles para expulsarlas. Y considerando tanto la masa de Júpiter como su velocidad de giro bastante rápida (1 día de Júpiter dura 10 horas), los últimos escenarios son más plausibles.

Tenga en cuenta que para las lunas por debajo de la altitud de la órbita síncrona, la misma influencia es el frenado; bajar la órbita de la luna y, finalmente, desorbitar la luna; este podría ser el destino final de Metis, la luna más interna de Júpiter; radio orbital de 129.000 km frente a 160.000 km de radio de órbita síncrona. Un destino similar puede encontrarse con las lunas retrógradas.

¡Interesante! ¿Supongo que es por eso que Tritón eventualmente chocará con Neptuno?
Llegó a pensar en otro ejemplo; Phobos chocará con Marte, mientras que Deimos eventualmente ganará suficiente velocidad para escapar de Marte.
@HappyKoala: Sí; Tritón está muy por encima de la órbita estacionaria, pero está retrógrado; porque estas fuerzas de marea están frenando independientemente del período. Por cierto, con la desorbitación no es tan simple; Phobos puede desmoronarse en un anillo de escombros en cualquier momento; ya está por debajo del límite de fluidos de Roche, una órbita casi ecuatorial casi circular (solo 1 grado de inclinación); eso significaría que a medida que los escombros se distribuyen alrededor de la órbita, no habrá una sola protuberancia de marea viajera (o cresta viajera, si fuera un anillo inclinado); solo una cresta ecuatorial bastante estática que no ejerce tanta fuerza de frenado.

¿Podrían las lunas galileanas bloquear las mareas de Júpiter?

No.

Creo que podemos mirar el momento angular para obtener una respuesta rápida.

El momento angular de rotación de Júpiter se estima aquí en alrededor de 7E+38 kg m^2/s en base a la densidad uniforme. Sorprendentemente, se da como 6.9E+38 kg m^2/s aquí y aquí también.

El mismo enlace enumera las cuatro lunas más grandes y la suma de su momento angular es aproximadamente 4.5E+36

Con un factor de más de 150 veces más momento angular en la rotación de Júpiter que en las órbitas de sus cuatro lunas más grandes combinadas, no creo que puedan hacer mella en la velocidad de rotación de Júpiter.

Editaré esta respuesta tan pronto como pueda encontrar mejor información sobre Júpiter. Entonces, ¿he pedido estimaciones del momento angular de rotación total para Júpiter? .


Para un satélite joviano, la ecuación vis-viva nos da (para una órbita circular)

v = GRAMO METRO j / a

Entonces el momento angular orbital será

metro v r = metro r GRAMO METRO j / r = metro r GRAMO METRO j .

Esto muestra que si se eleva la órbita de un satélite alrededor de un cuerpo central , no hay un límite fundamental inmediatamente obvio para la cantidad de momento angular que puede tomar del planeta.

Castillo se encuentra actualmente en 1,9 millones de km, y Ganímedes tiene alrededor de 1,1 millones. Sin embargo, aumentar su momento angular orbital en un factor de 100 requeriría un factor de aumento de 10,000 en el tamaño de sus órbitas, y eso los colocaría mucho más allá de la esfera de la Colina de Júpiter con respecto al Sol, ¡así que no hay dado!