科学家发现了一个奇怪的现象,木星的天然卫星之间引起的潮汐力非常的强大,甚至比木星对这些卫星的影响还大。按常理来说,木星在这个系统当中的质量是最大的,因此木星对它的天然卫星的作用力也应该是最大的。
既然提到潮汐力,我们也知道地球的潮起潮落和月球有巨大的联系。
地球的潮汐
地球只有一个天然卫星—月球,因此地球的潮汐力只能是由月球所产生的,白天潮水涨落为“潮”,晚上潮水涨落则为“汐”,具有一定的周期性。
地球的潮汐力是因为椭圆轨道运动而产生的,而月球又是以地球为焦点进行旋转的,因此产生了受地球影响的潮汐。我们可以想象,在地球上距离月球更近的点,水面受的吸引力更大,因此水面上升,更靠近月球;但是距离月球更远的点,水面受吸引力也更小,离开月球,同样水面也会上升。
用更为学术的话语来表达就是,当引力源对物体产生力的作用时,由于物体上各点到引力源距离不同,所以受到的引力大小不同,从而产生了引力差,而这种引力差就是潮汐力。由于月亮在绕地球旋转的过程中,地球也不断地在围绕太阳运动着,因此高潮和低潮会交替出现。
木星的天然卫星
木星是太阳系中天然卫星最多的行星,目前已经确认了有67颗天然卫星的存在。科学家将木星的天然卫星分成了三群。
第一群是木卫一、木卫二、木卫三、木卫四、木卫五。其中前四个都是由伽利略在1610年发现的,因此成为伽利略卫星。这五颗卫星都是规则卫星,在木星的赤道面上进行圆形运动,都是顺型。
第二群和第三群卫星均是不规则行星。
第二群是离木星稍远的一群卫星,包括木卫六、木卫七、木卫十、木卫十三都是顺行;
第三群是离木星最远的逆行卫星,包括木卫八、木卫九、木卫十一和木卫十二。科学界认为这些极有可能是被木星捕获的小行星。
根据地球与月球之间的潮汐作用,我们知道木星与它的卫星之间也会产生相似的引力。而且木卫二、木卫三和木卫四的冰壳下藏有丰富的液态水海洋,木卫一则是拥有一个地下熔岩海洋。
天然卫星之间的作用
科学家对四颗伽利略卫星(木卫一、木卫二、木卫三、木卫四)的潮汐力进行模拟,发现这四颗卫星之间有着非常强大的“潮汐共振”,也就是说引力与这些卫星上的海洋摇摆是同步增强的。
而且与木星相比,这些卫星之间的潮汐效应更强,所以木星的强大引力就难以转化为更大的潮汐作用。
用一个简单的例子就能清晰说明,如果木卫二的海底有200米,那么木星的引力只会在木卫二的海底产生潮汐波,但是木卫一却能在在木卫二80公里深的地方掀起巨大的海浪。
一直以来,木卫二的海洋都是被公认的最有可能产生生命的海洋之一,深度超过了50英里,通过研究卫星之间的潮汐作用能够更为准确的计算海底的深度。如果这些天然卫星之间的潮汐作用足够强烈的话,那么木卫二、木卫四和木卫三结冰的表面可能会脉冲进出。
因为木星太遥远了,而且木星是个气体星球,密度非常低,所以木星的引力作用会比天然卫星间的潮汐力还小。
木星的引力作用之所以比天然卫星间的潮汐力还小,就是因为天然卫星间的潮汐力其实是非常广阔的范围,都是非常大的。所以它的引力作用也是比较大的。木星也就自然而然的比不过。
科学家发现了一个奇怪的现象。木星天然卫星引起的潮汐力量非常强大,甚至超过木星对这些卫星的影响。根据常识,木星在该系统中的质量最大,因此木星在其自然卫星上也应具有最大的作用力。