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共振锁定作为木星和土星卫星系统中快速潮汐迁移的来源

地球与行星天体物理 2016-09-13 v2

摘要

木星和土星的内卫星由于行星内部的潮汐能量耗散而向外迁移,其细节仍知之甚少。我们证明,卫星与行星内部振荡模式之间的共振锁定能够产生快速的潮汐迁移。共振锁定源于行星内部结构的演化,通常产生的向外迁移速率与太阳系年龄相当。共振锁定预测了相似的迁移时标,但预测控制每颗卫星迁移的有效潮汐品质因子 QQ 各不相同。它还预测迁移时标作为半长轴的函数几乎恒定,因此过去的有效 QQ 值更大。最近对木星和土星卫星系统的测量发现,有效 QQ 值小于预期(且不同卫星间不同),对应于约 \sim10 Gyr 的迁移时标。如果得到证实,这些测量结果与共振锁定作为木星和土星中潮汐耗散的主导来源大体一致。共振锁定还为当前测量提出的几个问题提供了解决方案:它自然地解释了控制瑞亚(Rhea)迁移的异常小的 QQ,使得恩克拉多斯(Enceladus)的大加热率能在平衡偏心率构型中实现,并解决了由现今迁移/加热率引起的演化问题。

关键词

引用

@article{arxiv.1601.05804,
  title  = {Resonance locking as the source of rapid tidal migration in the Jupiter and Saturn moon systems},
  author = {Jim Fuller and Jing Luan and Eliot Quataert},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1601.05804},
  year   = {2016}
}

备注

Published in MNRAS