Adakah yang tahu mengapa tiga bulan terbesar Jupiter mengorbit dalam resonansi 1: 2: 4?

Tiga dari empat bulan pertama yang pernah ditemukan di luar lingkup planet kita sendiri dari pengaruh gravitasi mengorbit sangat dekat dengan resonansi sempurna. Orbit Europa hampir persis dua kali lebih panjang dari Io, dan orbit Ganymede hampir persis dua kali panjang Europa. Mungkin itu hanya kebetulan. Jika Anda melihat hal-hal yang cukup acak, Anda mulai melihat pola yang belum tentu ada. Tapi itu akan menjadi kebetulan yang cukup besar. Ketika saya melihat sesuatu seperti ini di alam, saya harus bertanya-tanya apakah ada penyebab yang mendasarinya.

Rasio tidak persis 2, jadi jika ada pengaruh gravitasi atau sesuatu yang menarik mereka ke resonansi ini, pengaruhnya tidak harus terlalu kuat untuk memaksa resonansi yang tepat. Atau mungkin memang, diberikan waktu yang cukup, tetapi tabrakan "baru" atau tarikan satelit lain dalam sistem mungkin telah mendorong mereka sedikit dari resonansi mereka. Adakah yang mempelajari ini dan menemukan kemungkinan alasan untuk fenomena ini?

Ketika bulan-bulan Galilea terbentuk, mereka tidak beresonansi satu sama lain. Mereka semua berada di orbit yang sedikit lebih kecil dari yang ada sekarang. Seiring waktu setelah pembentukan mereka, orbit Io perlahan-lahan bergerak ke luar karena pasang surut dari Jupiter. Ini adalah efek yang sama yang menyebabkan bulan kita perlahan-lahan menjauh dari Bumi (dengan laju yang sama dengan pertumbuhan kuku Anda). Seperti ini. Gravitasi Bulan menyebabkan pasang-surut terbentuk di lautan Bumi. Tonjolan air ini terbawa ke depan dengan rotasi Bumi, karena Bumi berputar lebih cepat daripada Bulan yang mengorbit. Karena bulan masih menarik tonjolan, itu menyebabkan hambatan di Bumi, memperlambat putarannya. Pada saat yang sama, tonjolan itu menarik bulan, menyebabkannya bergerak lebih cepat di orbitnya. Seiring kecepatan bulan, orbitnya semakin besar. Jadi intinya, Bumi Energi putaran semakin ditransfer ke energi orbital bulan. Hal yang sama terjadi dengan Jupiter dan Io, dengan tonjolan di atmosfer Jupiter menyebabkan orbit Io semakin besar.

Ketika orbit Io berkembang, 'tahun' -nya semakin panjang, sampai mendekati resonansi 2/1 dengan Europa. Begitu mereka mencapai resonansi, mereka 'terkunci', gravitasi timbal balik mereka yang bekerja satu sama lain memperkuatnya. Io masih menaikkan pasang surut di Jupiter, dan orbitnya masih berusaha untuk mengembang. Ketika orbit Io terus berkembang, ia memberikan tendangan gravitasi untuk Callisto pada setiap lintasan, memperluas kedua orbitnya sampai Callisto mencapai resonansi 2/1 dengan Ganymede. Di sinilah 3 bulan dalam Galilea mendapat resonansi mereka. Orbitnya masih mengembang, tetapi jauh lebih lambat karena dengan masing-masing yang Anda tambahkan, semakin sulit untuk mentransfer energi. Dengan waktu yang cukup, keempat bulan Galilea mungkin akan mencapai resonansi, meskipun matahari akan mati sebelum itu terjadi.

Saya mungkin memiliki beberapa detail kecil yang salah di sini, tetapi ini adalah kisah yang saya pahami.