研究：木星衞星之間的引力拉拽可能能解釋其變暖現象

據外媒報道，來自亞利桑那大學的一項新研究表明，木星的四顆最大的衞星之所以温暖是因為它們的重力場相互拉拽而產生的潮汐力。這種潮汐加熱可能有助於解釋木星的衞星系統進化方式。自1973年NASA的Pioneer 10飛越木星以來，這顆巨大的行星就給我們人類帶來了越來越多的驚喜。

而令人困惑的是，木星80個衞星中最大的4個--Galilean Moons Io（木衞一）、Europa（木衞二）、Ganymede（木衞三）和Callisto（木衞四）並不是距離太陽4.84億英里（7.78億公里）的冰封岩石球。相反，其中三個衞星的温度高到可以在地表下形成全球海洋，而第四個衞星的內部温度也很高，其佈滿了活火山。

對此最明顯的解釋是由木星引力產生的潮汐力引起，當潮汐力對衞星進行拉伸和擠壓時它們的温度會上升到足以使衞星內部保持液態且不會隨着地質年代的推移而冷卻下來。然而，根據加州帕薩迪納噴氣推進實驗室博士後Hamish Hay的亞利桑那小組的研究顯示，這些木星的潮汐不足以解釋星球內部擁有如此大熱量的現象。

這是因為木星的四大衞星太小，它們無法產生那種大的潮汐反應來產生如此顯著的升温，不過如果木星系統中其他衞星的引力則就另當別論了。此時出現一種被稱為潮汐共振的現象。

“共振會產生更多的熱量，”Hay指出，“基本上，如果你推任何物體或系統然後放手，它就會以自己的固有頻率擺動。如果你一直以正確的頻率推動系統，這些擺動會越來越大，就像你推鞦韆一樣。如果你在正確的時間推動鞦韆它會蕩得更高，但如果時機不對鞦韆的運動就會被抑制。”

“這些潮汐共振在這項工作之前就已經被發現了，但只有木星引起的潮汐最近才被發現，它只有在海洋非常薄（小於300米或低於1000英尺）的情況下才會產生這種共振效應，而這是不太可能的。當潮汐力作用在海洋上時，它會在表面產生潮汐波，最終以一定的頻率或週期繞赤道傳播。”

亞利桑那州的研究小組通過運行計算機模型發現，單是木星不足以在衞星中產生正確的共振頻率，但當把其他衞星插入這個方程式後，潮汐力開始跟每個衞星的共振頻率相匹配。此時就會產生更多的熱量，如果地下海洋的厚度在正確的範圍內，那麼內部的水或岩石就會融化，這跟目前的估計要接近得多。

根據Hay的説法，目前的模型假設潮汐共振仍是相對温和的，所以下一步將是消除這個限制。除了提供一個機制來解釋伽利略衞星的加熱，這個模型還可以幫助計算它們海洋的真正深度。

相關研究報告已發表在《Geophysical Research Letters》上。