Как газовая планета может стать приливно-сцепленной со звездой?

Предположим, что планета полностью состоит из газа. Возможно ли, чтобы планета оказалась в приливной связи со звездой, вокруг которой она вращается?

Я знаю, что когда планета земной группы вращается вокруг звезды за время, отличное от продолжительности ее дня, планета постоянно деформируется, что приводит к приливному нагреву. Этот нагрев забирает энергию от вращения планеты до тех пор, пока она не стабилизируется в замкнутом приливом образовании.

Я полагаю, что чисто газообразная планета также будет иметь какой-то внутренний нагрев по той же причине. Но поскольку «поверхность» газовой планеты жидкая, она также должна подчиняться термодинамическим принципам.

В качестве базового примера, сторона планеты, обращенная к звезде, нагревается, а сторона, обращенная в сторону, становится холодной. Горячий газ расширяется, а холодный газ сжимается, и вы получаете конвекцию, циклы Хэдли, преобладающие ветры и хаотичные погодные условия.

Таким образом, кажется, что идет борьба между гравитацией, которая хочет, чтобы газ перестал двигаться и стал запертым приливом, и термодинамикой, которая хочет, чтобы поверхность взбалтывалась конвекцией.

Доминирует ли один процесс над другим? Вступает ли один процесс в действие по мере того, как другой угасает? Может ли это пойти в любом случае?

Ответы (1)

Газообразные планеты будут запираться приливами, как это делают двойные звезды. Это будет происходить в дополнение к конвекции: приливные эффекты слабы и действуют в очень длительных временных масштабах, конвекция сильна и действует в гораздо более коротких временных масштабах. Это правда, что газообразная планета легче соответствует приливному потенциалу, даже если она вращается, поэтому приливные выпуклости меньше поворачиваются, но приливные выпуклости больше, потому что они заполняют эквипотенциал, тогда как твердые поверхности не . Таким образом, быстрая реакция газа может ускорить или замедлить процесс блокировки, в зависимости от того, какой эффект преобладает. Но вы, вероятно, правы, сосредоточившись на рассеянии энергии как на ключевом требовании, а газ, вероятно, менее диссипативен, поэтому я предполагаю, что время блокировки больше для газа. Все-таки есть диссипация энергии, есть задержка по ходу газа,

Так что, если я правильно понимаю, оба эти процесса не исключают друг друга. Это означает, что на планете есть определенный регион, который в основном подчиняется приливному запиранию, в дополнение к региону, который подавляется конвекцией. Тогда я предполагаю, что приливная блокировка начинается в ядре планеты и медленно растет наружу, пока не достигнет стабильной точки равновесия, где конвекция становится доминирующим механизмом, управляющим движением планеты.
Я бы сказал, что лучше не думать о блокировке и конвекции как об одном/или соревнующихся, а скорее о двух независимых процессах, происходящих в разных временных масштабах. Это похоже на орбиту Луны вокруг Земли — гравитация Солнца задает орбиту вокруг Солнца в течение года, а гравитация Земли задает орбиту вокруг Земли за каждый месяц. Эти два процесса не конкурируют друг с другом, они просто идут рука об руку.
Физически это имеет смысл, но заставляет меня задаться вопросом, как мы определяем «замок прилива». Я представлял приливную блокировку как «всегда повернутую одной стороной к центру вращения». Это неверно, если конвекция движет части планеты вокруг. Если газообразные объекты могут быть заблокированы приливом, я полагаю, это должно означать, что «средняя молекула газа совершает один оборот вокруг планеты за период обращения планеты». Хотя я не уверен, как мы могли бы измерить такое свойство на практике.
Да, вы правы, определить период вращения газовых гигантов нетривиально! Даже для Солнца не так очевидно, что именно имеется в виду под периодом вращения.
Как газовая планета может стать приливно-сцепленной со звездой?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v