由洋流驱动的木卫二非同步旋转
地球与行星天体物理
2023-02-07 v3
摘要
已有观点提出,木星的卫星木卫二的冰壳可能会因潮汐力矩而发生非同步漂移。在此我们论证,底层海洋施加的力矩同样重要,并可能导致非同步旋转 (NSR)。由此产生的自转速率可能略慢于能使冰壳同一位置始终朝向木星的同步角速率。我们开发了一个冰壳旋转模型,该模型由使用高分辨率最先进海洋环流模式计算出的海洋应力驱动,并考虑了冰壳的粘弹性形变。我们将冰壳模型结果与观测到的冰壳漂移速度限制相结合,以约束冰壳参数(如有效粘度),目前该参数的不确定性至少达四个数量级。我们的结果表明,冰壳对流至多是迟缓的。根据冰壳的弛豫时间尺度及洋流情况,冰壳可能表现出可忽略的漂移、恒定漂移,或叠加在随机涨落上的振荡漂移。预期的自转速率超过 30~m/yr;未来的航天器观测可用于检验这些预测,并为了解冰壳和底层海洋的性质提供洞见。
引用
@article{arxiv.2210.04961,
title = {Non-synchronous rotation on Europa driven by ocean currents},
author = {Yosef Ashkenazy and Eli Tziperman and Francis Nimmo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.04961},
year = {2023}
}