潮汐加热系外卫星的粘弹性模型
地球与行星天体物理
2015-04-30 v1
摘要
系外卫星的潮汐加热可能在其宜居性中发挥关键作用,因为升高的温度即使在没有显著太阳辐射的情况下也能融化星体上的冰层。在太阳系卫星(如木卫二或土卫二)上,生命存在的可能性得到了深入研究,这些卫星表面的冰层覆盖着由潮汐加热的液态水海洋。取决于卫星及其轨道的性质,潮汐力在系外系统中可能更强。为了研究系外卫星的潮汐加热表面温度,我们首次使用了粘弹性模型。该模型比广泛使用的所谓固定模型更为现实,因为它考虑了潮汐热通量的温度依赖性以及内部物质的熔化。利用该模型,我们引入了环行星潮汐温带(TTZ),其强烈依赖于卫星的轨道周期,而较少依赖于其半径。我们将结果与固定模型进行了比较,并使用两种模型调查了 TTZ 的统计体积。我们发现,对于物理和轨道参数的合理分布,粘弹性模型预测在轨道周期介于 0.1 至 3.5 天之间的 TTZ 中的系外卫星数量是固定模型的 2.8 倍。就可居性而言,粘弹性模型给出了更有希望的结果,因为星体内部的熔化起到了恒温器的作用,调节了表面温度。
引用
@article{arxiv.1502.07090,
title = {Viscoelastic Models of Tidally Heated Exomoons},
author = {Vera Dobos and Edwin L. Turner},
journal= {arXiv preprint arXiv:1502.07090},
year = {2015}
}
备注
accepted for publication in ApJ