Como Io não foi dilacerado pelas forças das marés durante sua formação?

A lua de Júpiter Io é sem dúvida um dos corpos mais vulcanicamente ativos do Sistema Solar. Acredita-se que a razão, de acordo com a página da NASA Scientists to Io: Acredite que seus vulcões estão no lugar errado, causada por Io

pego em um cabo de guerra entre a enorme gravidade de Júpiter e os puxões menores, mas precisamente cronometrados, de duas luas vizinhas que orbitam mais longe de Júpiter - Europa e Ganímedes. Io orbita mais rápido que essas outras luas, completando duas órbitas toda vez que Europa termina uma e quatro órbitas para cada uma que Ganimedes faz. Esse tempo regular significa que Io sente a força gravitacional mais forte de suas luas vizinhas no mesmo local orbital, o que distorce a órbita de Io em uma forma oval. Isso, por sua vez, faz Io flexionar à medida que se move em torno de Júpiter.

Então, como Io se formou em primeiro lugar, dadas as tensões das marés agindo sobre ele? Isso sugere (e que evidência existe) que Io 'migrou' para sua órbita atual?

Não, não é apenas uma questão de migração. Você precisa levar em consideração dois fatos.

Uma é que (como mostra a experiência) a própria gravidade de Io é suficiente para evitar que ela se rompa por forças das marés. Foi assim durante toda a sua história: Io não poderia ter sido formado se começasse a se agregar hoje, mas foi formado ao mesmo tempo em que Europa e Ganimedes o fizeram: os três estavam crescendo paralelamente.

Outro é o das ressonâncias orbitais, o que torna precisamente essa órbita com relações numéricas inteiras tão simples com as de Europa e Ganímedes estável. Io não poderia ter sido formado em outro lugar.

Acho que a outra resposta está correta na migração, mas há uma falha na maneira como essa pergunta é feita, que deve ser tratada. Também vale a pena observar a formação de Júpiter.

Uma das regras da formação do planeta é que o momento angular permanece em grande parte constante. É certo que algum momento angular é transferido para o calor e outros são perdidos por qualquer material que escapa do sistema e uma pequena quantidade é perdida na fuga da radiação térmica (esse é um fator maior nas estrelas do que nos planetas). Mas essas pequenas variações de lado, geralmente podemos dizer que o momento angular do material contido é conservado e nem tudo isso cai no planeta. Alguns permanecem em órbita ao redor do planeta, como luas, um anel ou uma nuvem de poeira.

As estrelas esvaziam rapidamente suas regiões orbitais mais próximas . Com os planetas, isso acontece muito mais gradualmente, então Júpiter provavelmente reteve uma esfera nebulosa orbital de gelo, poeira e detritos menores por algum tempo, mesmo depois que as luas começaram a se formar.

O modelo padrão para as luas de Júpiter é que ela pode ter passado por algumas gerações de formação da lua, formando-se na nuvem orbital de detritos e com o tempo, caindo no planeta, enquanto novas luas se formavam e, com o tempo, o disco e o gás orbitando diminuíam. Fora. Com base nesse modelo, acredita-se que Io faça parte da última geração da formação das luas de Júpiter.

No link da Wikipedia acima:

Simulações sugerem que, enquanto o disco tinha uma massa relativamente alta em um dado momento, com o tempo uma fração substancial (vários décimos de por cento) da massa de Júpiter capturada na nebulosa solar passou por ele. No entanto, apenas 2% da massa do disco de Júpiter é necessária para explicar os satélites existentes. 3 Assim, pode ter havido várias gerações de satélites de massa galileana na história inicial de Júpiter. Cada geração de luas pode ter entrado em espiral em Júpiter, por causa do arrasto do disco, com novas luas se formando a partir dos novos detritos capturados na nebulosa solar. 3 Quando a atual geração (possivelmente a quinta) se formou, o disco havia afinado para não interferir mais nas órbitas das luas. 4

A rotação rápida e as forças da maré de Júpiter sugerem que suas luas devem se afastar dela, semelhante à nossa Lua se afastando da Terra, mas uma nuvem de detritos em órbita tende a desacelerar as órbitas da lua e fazê-las cair no planeta. O poderoso campo magnético de Júpiter e as partículas carregadas em movimento rápido também podem ter um efeito, a combinação é muito difícil para eu dizer se Io está se movendo para dentro ou para fora, há muitas partes móveis e até uma estimativa de como essas forças se combinam está acima do meu salário -grau.

Mas discordo, apesar de querer salientar que não se acredita que Io tenha se formado com Júpiter, mas que se formou mais tarde. A questão pergunta como os detritos orbitais podem superar as forças de maré entre Júpiter e outras luas maiores, como Ganímedes e Calisto.

Uma nuvem de detritos em órbita em um disco ao redor de um planeta pode se fundir em uma lua, desde que esteja fora do limite líquido da Roche . Uma lua sólida começa a se separar geralmente mais perto do limite rígido de Roche , mais perto do planeta, devido a alguma integridade estrutural.

Para a formação da lua, tudo o que é necessário é que haja densidade de detritos suficiente e que os detritos estejam fora do limite de fluido da Roche. Não importa que a densidade do anel orbital seja baixa, o que importa é que, uma vez iniciada a coalescência, que a proto-lua esteja fora do limite de Roche, seja a densidade da Lua, e não o tamanho que determine esse limite em relação a Roche. o planeta que orbita. Uma informação da lua pode inicialmente ter uma densidade mais baixa, por ser menos compacta, por isso pode ter um limite de Roche correspondente mais distante do planeta, mas a variação é a raiz cúbica da densidade, portanto o limite do limite de roche não estar muito mais longe no início da formação.

A proto-lua não precisa adicionar os restos de anel de uma só vez, só precisa ser capaz de segurar o que fica muito próximo, e isso é um produto de estar fora do limite líquido da Roche. Com o tempo, a Lua limpa a região onde orbita e, como apontado na outra resposta, a migração provavelmente desempenha um papel na formação da lua, mas a migração não é a razão pela qual as Luas se formam, é um produto de densidade suficiente da órbita. disco e gravidade.

(espero que faça sentido, não sei se expliquei a última parte da melhor maneira possível).