Est-ce que quelqu'un sait pourquoi trois des plus grandes lunes de Jupiter orbitent en résonance 1: 2: 4?

Trois des quatre premières lunes jamais découvertes en dehors de notre propre sphère planétaire d'influence gravitationnelle en orbite très proche de la résonance parfaite. L'orbite d'Europa est presque exactement deux fois plus longue que celle d'Io, et celle de Ganymède est presque exactement deux fois plus longue que celle d'Europa. Ce n'est peut-être qu'une coïncidence. Si vous regardez suffisamment de choses aléatoires, vous commencez à voir des modèles qui ne sont pas nécessairement là. Mais ce serait une assez grosse coïncidence. Quand je vois quelque chose comme ça dans la nature, je dois me demander s'il y a une cause sous-jacente.

Les rapports ne sont pas tout à fait exactement 2, donc s'il y a une influence gravitationnelle ou quelque chose qui les attire dans cette résonance, l'influence ne doit pas être suffisamment puissante pour forcer une résonance exacte. Ou peut-être que c'est le cas, avec suffisamment de temps, mais les collisions "récentes" ou l'attraction d'autres satellites dans le système peuvent les avoir un peu éloignés de leur résonance. Quelqu'un a-t-il étudié cela et trouvé une raison probable à ce phénomène?

Lorsque les lunes galiléennes se sont formées, elles n'étaient pas en résonance les unes avec les autres. Tous étaient sur des orbites légèrement plus petites que maintenant. Au fil du temps après leur formation, l'orbite d'Io s'est lentement déplacée vers l'extérieur en raison des marées de Jupiter. C'est le même effet qui fait que notre lune s'éloigne lentement de la Terre (à peu près au même rythme que vos ongles poussent). Ça va comme ça. La gravité de la Lune provoque la formation de marées dans les océans de la Terre. Ce renflement d'eau se poursuit avec la rotation de la Terre, car la Terre tourne plus vite que la Lune n'est en orbite. Parce que la lune attire toujours le renflement, elle provoque une traînée sur la Terre, ralentissant sa rotation. En même temps, le renflement attire la lune, la faisant aller plus vite sur son orbite. À mesure que la lune s'accélère, son orbite s'agrandit. Donc, essentiellement, la Terre ' L'énergie de spin de s est transférée dans l'énergie orbitale de la Lune. La même chose se produit avec Jupiter et Io, avec un renflement dans l'atmosphère de Jupiter provoquant l'agrandissement de l'orbite d'Io.

À mesure que l'orbite d'Io s'élargissait, son «année» s'allongeait, jusqu'à ce qu'elle s'approche d'une résonance 2/1 avec Europa. Une fois qu'ils ont atteint la résonance, ils se sont «enfermés», leur gravité mutuelle agissant l'un sur l'autre l'a renforcée. Cependant, Io montait toujours des marées sur Jupiter, et son orbite essayait toujours de s'étendre. Alors que l'orbite d'Io continuait de s'élargir, elle donnait un coup de pied gravitationnel à Callisto à chaque passe, élargissant leurs deux orbites jusqu'à ce que Callisto atteigne une résonance 2/1 avec Ganymède. C'est là que les 3 lunes galiléennes intérieures ont obtenu leur résonance. Les orbites sont toujours en expansion, mais beaucoup plus lentement car avec chacune d'elles, il devient plus difficile de transférer l'énergie. Avec suffisamment de temps, les 4 lunes galiléennes atteindraient probablement une résonance, bien que le soleil meure avant que cela ne se produise.

Je peux me tromper sur certains détails mineurs, mais voici l'histoire telle que je la comprends.