¿Las lunas que orbitan gigantes gaseosos siempre estarán bloqueadas por mareas?

Inspirado por este artículo sobre la búsqueda de lunas que sustentan la vida habilitada por Kepler , vine aquí para aprender más sobre el concepto. Encontré esta respuesta muy complicada a una pregunta muy complicada sobre el tema , parte de la cual dice:

El bloqueo de marea ocurrirá en algún momento. No puedes evitarlo.

Quiero entender más esta declaración sin todas las ecuaciones.

  • Por un lado, ¿es cierto?
  • ¿Qué causa la situación?
  • Durante qué período de tiempo?
  • ¿Dura para siempre?
  • ¿Es periódico (es decir, la luna se bloquea por mareas, permanece así por un tiempo, luego "se libera" y gira de nuevo)?
Intuitivamente, si la diferencia de masas es lo suficientemente grande y/o si las lunas están lo suficientemente alejadas, entonces la declaración citada debe ser falsa. Caso en cuestión: la Tierra no está bloqueada por mareas al Sol. Sin embargo, no tengo ninguna evidencia real con la que respaldar esto, por lo que no puedo decirle si la declaración citada es cierta para algunos casos, o incluso posiblemente para todos los casos realistas de planetas y lunas.
@MichaelKjörling Sin embargo, ¿no se está desacelerando la rotación de la Tierra? Puede que no se haya detenido todavía, pero está llegando allí.
@DaaaahWhoosh La rotación de la Tierra se está desacelerando; véase, por ejemplo , Cambios en la rotación de la Tierra y ΔT . Sin embargo, al menos Wikipedia afirma que esto se debe a la interacción con la Luna, no con el Sol. Se afirma que la tasa neta actual es de +1,7 milisegundos/día/siglo. Me estoy perdiendo en todos los exponentes, pero pasará un tiempo antes de que a este ritmo lleguemos a un día sideral de la misma duración que el año sideral, si es que alguna vez puede suceder por las razones citadas.
Si bien Wikipedia tiene problemas, generalmente es un buen lugar para comenzar a buscar. Prueba aquí: en.wikipedia.org/wiki/Tidal_locking
"Siempre ser" no es "siempre llega a ser". Creo que la distinción es importante.

Respuestas (3)

El bloqueo de marea ocurre en todos los cuerpos en órbita. Es solo cuestión de tiempo. Una vez bloqueados por marea, permanecen así, a menos que una fuente externa actúe sobre ellos.

Las diferencias en masa y distancia afectan el tiempo que tarda en ocurrir el bloqueo de marea. Nuestra luna está bloqueada por mareas con la Tierra. eso llevó algo de tiempo, y también redujo la rotación de la Tierra por un factor de 4. Los 'días' de la Tierra solían durar unas 6 horas.

Pero la distancia entre la tierra y la luna también ha aumentado y sigue haciéndolo.

Las lunas alrededor de los gigantes gaseosos tienen una relación de masa mucho más pequeña y tienden a estar 'más cerca', por lo que generalmente se bloquearán por mareas mucho 'más rápido' de lo que tomó para la Tierra y nuestra luna.

Sin embargo, el principal valor atípico son las lunas líquidas. Las lunas que son principalmente líquidas en el centro (o tienen una capa líquida muy grande) tienden a NO (¿no lo harán?) bloquearse por mareas como Europa . Y esa fue una de las principales pistas de que tenía mucho líquido, ya que DEBERÍA haber estado bloqueado por mareas con Júpiter.

Parece que podría haber alguna disputa sobre el estado de bloqueo de marea de Europa. Pero creo que se necesita encontrar un artículo más científico para respaldar el 'no bloqueado por mareas'. Esto fue de Wiki.

... Al igual que sus compañeros satélites galileanos, Europa está bloqueada por mareas con Júpiter, con un hemisferio de Europa constantemente frente a Júpiter... ... La investigación sugiere que la sincronización por mareas puede no ser total , ya que se ha propuesto una rotación no síncrona: Europa gira más rápido de lo que orbita, o al menos lo hizo en el pasado. Esto sugiere una asimetría en la distribución de la masa interna y que una capa de líquido bajo la superficie separa la corteza helada del interior rocoso.

Solían pensar que Mercurio estaba bloqueado por mareas con el sol, pero se descubrió que gira en una proporción de 2/3, tiene un día de ~ 58,5 días (días de la Tierra) y 88 días (días de la Tierra) año largo. Y según JDługosz, esta es una órbita de tipo estable, por lo que es posible que algunas lunas en una órbita excéntrica se estabilicen en este patrón, como tercera opción.

He señalado en otras preguntas sobre planetas de enanas rojas que la situación con Mercurio es comúnmente esperada: para una alta excentricidad, un medio múltiplo impar es más estable que el bloqueo 1: 1. Y mientras tanto, otros cuerpos en el sistema pueden promover una alta excentricidad. Entonces, lo mismo podría pasar con las lunas de un gigante gaseoso: espere 3/2, etc. por las mismas razones.
@JDługosz interesante! Hasta que busqué Mercurio para esa respuesta, ¡todavía tenía la impresión de que estaba bloqueado por mareas! Actualizaré mi respuesta.
¿Eh? Europa está bloqueada por la marea con Júpiter.
@HopDavid interesante, estoy seguro de que había leído que una de las razones por las que pensaban que Europa tenía una gran masa de agua era porque no estaba bloqueada por mareas.
@bowlturner Muestre una cita. Creo que es un recuerdo falso. Estoy votando esta respuesta debido al quinto párrafo.
@HopDavid mejor?
@bowlturner algo mejor. Pero la superficie (y las apariencias externas) está bloqueada por la marea. Así que esa no fue la razón por la que sospecharon de un océano interno. Tengo entendido que el campo magnético de la luna indicaba un cuerpo líquido interno que giraba, conducía electricidad y generaba un campo magnético. La sospecha de un centro que no gira en sincronía con la superficie se produjo después de la evidencia de un océano interno.

Creo que ya han respondido a tu pregunta. Está enterrado en las matemáticas, sí, pero está ahí.

Si bien es cierto que el bloqueo de marea es 'inevitable'. Este período puede ser extremadamente largo.

Hay tres factores que determinan este período:

  • Masa de la luna. Cuanto mayor sea la masa, más pequeñas serán las fuerzas de marea *editar - menos importancia tendrán las fuerzas de marea en la... * influencia de la luna. Dado que necesitará una luna al menos tan grande como Marte... y más probablemente del tamaño de la Tierra, esto no debería ser un problema. Baso esta suposición en el hecho de que necesitarás una magnetosfera. Incluso si el gigante gaseoso está lejos de la(s) estrella(s) primaria(s), los gigantes gaseosos, especialmente aquellos que son enanas marrones como Júpiter, emiten una cantidad infernal de radiación sobre sus pobres lunas. Necesitarás una magnetosfera decente para protegerte de eso.

  • Distancia de la luna al gigante gaseoso. Cuanto más lejos esté la órbita, menos influencia de marea obtendrá. Esta es la órbita promedio (al menos por lo que entiendo en las ecuaciones), por lo que también calificaría una órbita altamente excéntrica.

  • Periodo orbital. Un período orbital rápido tardará más en influir.

Entonces, si el gigante gaseoso capturó una luna del tamaño de un planeta con una órbita rápida y excéntrica, debería pasar mucho tiempo antes de que comenzara a bloquearse por mareas. Usar licencia poética aquí sería mi consejo.

No exactamente. Puede bloquearse en una resonancia más rápida que 1: 1 y luego no disminuir más. Por ejemplo, 3:2. También puede tener caídas caóticas y períodos orbitales no periódicos caóticos (como las 3 lunas exteriores de Plutón).
¿Qué pasaría si la luna tuviera su propia luna capturada en o casi al mismo tiempo que la captura original? Me parece que esto evitaría que la luna 'primaria' se bloquee. Al menos si la luna 'secundaria' tuviera suficiente masa en comparación con la 'primaria'. Al igual que Luna y Terra.
"es" siempre significa "es"; "su" es el pronombre.
Hay otras preguntas de WB sobre la luna de una luna, con un análisis de nuestra subluna de la Luna de la Tierra en particular. No duraría mucho tiempo. IAC, nuestra Luna no fue capturada, sino que se formó a partir de un anillo de escombros extendido (¡en realidad una atmósfera!) después de un impacto devastador.
@JDlugosz - ¿Honestamente? Los comentarios privados son para esto. Este fue un comentario honesto y una solicitud de información. Son comentarios como este, reacciones como esta, lo que hace que la gente se aleje de los foros abiertos.

La excepción que confirma la regla: Hyperion no está bloqueado por mareas y, hasta donde podemos calcular, nunca estará bloqueado por mareas por más de un "tiempo".

Hyperion tiene una forma muy irregular que da como resultado una rotación caótica. Es como tratar de equilibrar una patata irregular en un punto. Que es posible. Y luego abre la ventana para simular la influencia gravitacional de las otras lunas con algo de viento.

Esto no se entendió matemáticamente hasta hace poco, vea los enlaces en Wikipedia como The Chaotic Rotation of Hyperion .

Entonces, en circunstancias muy específicas, no es probable más que un bloqueo de marea temporal e incluso podría ser imposible.