Les lunes de Jupiter sont chaudes.

Bien, plus chaud qu'ils ne devraient l'être, d'être si loin du soleil. Dans un processus appelé chauffage marémotrice, les remorqueurs gravitationnels des lunes de Jupiter et de la planète elle-même étirent et écrasent suffisamment les lunes pour les réchauffer. Par conséquent, certaines des lunes glacées contiennent des intérieurs suffisamment chauds pour accueillir des océans d'eau liquide, et dans le cas de la lune rocheuse Io, le réchauffement des marées fait fondre la roche en magma.

Les chercheurs pensaient auparavant que la géante gazeuse Jupiter était responsable de la majeure partie du réchauffement des marées associé aux intérieurs liquides des lunes, mais une nouvelle étude publiée dans Lettres de recherche géophysique ont découvert que les interactions lune-lune peuvent être plus responsables du réchauffement que Jupiter seul.

"C'est surprenant parce que les lunes sont tellement plus petites que Jupiter. Vous ne vous attendriez pas à ce qu'elles soient capables de créer une réponse de marée aussi importante, " a déclaré l'auteur principal du journal, Hamish Hay, stagiaire postdoctoral au Jet Propulsion Laboratory de Pasadena, Californie, qui a fait la recherche lorsqu'il était étudiant diplômé au Laboratoire lunaire et planétaire de l'Université d'Arizona.

Comprendre comment les lunes s'influencent mutuellement est important car cela peut faire la lumière sur l'évolution du système lunaire dans son ensemble. Jupiter a près de 80 lunes, les quatre plus grands sont Io, Europe, Ganymède et Callisto.

"Le maintien des océans souterrains contre le gel au cours des temps géologiques nécessite un équilibre fin entre le chauffage interne et la perte de chaleur, et pourtant nous avons plusieurs preuves qu'Europe, Ganymède, Callisto et les autres lunes devraient être des mondes océaniques, " a déclaré le co-auteur Antony Trinh, chercheur postdoctoral au Lunar and Planetary Lab. "Oui, la lune la plus proche de Jupiter, montre une activité volcanique généralisée, une autre conséquence du réchauffement des marées, mais à une intensité plus élevée probablement vécue par d'autres planètes telluriques, comme la Terre, dans leur première histoire. Finalement, nous voulons comprendre la source de toute cette chaleur, à la fois pour son influence sur l'évolution et l'habitabilité des nombreux mondes à travers le système solaire et au-delà."

Résonance de marée

L'astuce pour le réchauffement des marées est un phénomène appelé résonance des marées.

"La résonance crée des charges plus chauffantes, " Hay a dit. " En gros, si vous poussez n'importe quel objet ou système et lâchez prise, il oscillera à sa propre fréquence naturelle. Si vous continuez à pousser le système à la bonne fréquence, ces oscillations deviennent de plus en plus grandes, tout comme lorsque vous poussez une balançoire. Si vous poussez la balançoire au bon moment, ça monte plus haut, mais si vous vous trompez de timing et que le mouvement de la balançoire est amorti."

La fréquence naturelle de chaque lune dépend de la profondeur de son océan.

"Ces résonances de marée étaient connues avant ce travail, mais connu seulement pour les marées dues à Jupiter, qui ne peut créer cet effet de résonance que si l'océan est vraiment mince (moins de 300 mètres ou moins de 1, 000 pieds), ce qui est peu probable, " Hay a déclaré. "Lorsque les forces de marée agissent sur un océan mondial, il crée un raz de marée en surface qui finit par se propager autour de l'équateur avec une certaine fréquence, ou période."

Selon le modèle des chercheurs, L'influence de Jupiter à elle seule ne peut pas créer des marées avec la bonne fréquence pour résonner avec les lunes, car les océans des lunes sont considérés comme trop épais. Ce n'est que lorsque les chercheurs ont ajouté l'influence gravitationnelle des autres lunes qu'ils ont commencé à voir les forces de marée s'approcher des fréquences naturelles des lunes.

Lorsque les marées générées par d'autres objets du système lunaire de Jupiter correspondent à la propre fréquence de résonance de chaque lune, la lune commence à ressentir plus de chaleur que celle due aux marées soulevées par Jupiter seul, et dans les cas les plus extrêmes, cela pourrait entraîner la fonte de la glace ou de la roche à l'intérieur.

Pour que les lunes fassent l'expérience de la résonance des marées, leurs océans doivent avoir des dizaines à des centaines de kilomètres - au plus quelques centaines de miles - d'épaisseur, ce qui est dans la fourchette des estimations actuelles des scientifiques. Cependant, il y a quelques mises en garde aux conclusions des chercheurs.

Leur modèle suppose que les résonances des marées ne deviennent jamais trop extrêmes, dit Hay. Lui et son équipe veulent revenir à cette variable dans le modèle et voir ce qui se passe lorsqu'ils lèvent cette contrainte.

Hay espère également que de futures études seront en mesure de déduire la véritable profondeur des océans à l'intérieur de ces lunes.