Согласно проведенным расчетам, подъемная сила, обеспечивающая нагрев подледных океанов и вулканическую активность спутников Юпитера, генерируется не главным образом самой планетой Юпитер, а соседними спутниками.
В системе Юпитера известно почти 80 спутников, включая четыре крупнейших — и крайне необычных. Так, слабые колебания Европы показывают, что где-то глубоко под ее ледяной поверхностью колышется жидкий океан. А ее соседка Ио проявляет самую сильную вулканическую активность во всей Солнечной системе. Наличие подповерхностных океанов подозревают и у других спутников. Все это указывает, что недра спутников достаточно горячи, несмотря на не слишком большие размеры, удаленность от Солнца и миллиарды лет, в течение которых они рассеивали тепло в космос.
Предполагается, что тепло для нагрева этих объектов исходит от огромной массы «материнской» планеты. Перемещаясь в неравномерном гравитационном поле Юпитера, спутники подвергаются воздействию приливных сил. Внутренние перемещения вещества приводят к возникновению трения, что сопровождается выделением тепла. Однако авторы новой работы, опубликованной в журнале Geophysical Research Letters, исследования продемонстрировали, что основную долю нагрева обеспечивают не Юпитер, а расположенные рядом спутники.
«Это может показаться неожиданным, поскольку луны значительно меньше Юпитера. Нельзя предположить, что они способны оказывать столь заметное приливное воздействие», — говорит Хэмиш Хэй – один из соавторов исследования. Тем не менее, даже незначительное воздействие, благодаря возникшему эффекту, способно привести к значительным последствиям. Как и любая другая система, океаны обладают определенными резонансные моды колебаний, и если внешнее приливное воздействие происходит с подходящей частотой, они могут быстро набирать силу.
Океанская глубина является главным фактором, влияющим на резонансные моды. Согласно расчетам, приливное воздействие Юпитера могло бы спровоцировать резонансные колебания лишь в случае, если океаны его спутников были бы неглубокими – около двухсот метров. Однако, по имеющимся данным, глубина этих океанов составляет от десятков до сотен километров. Для возникновения резонанса в столь глубоких водоемах необходимо участие гравитации близлежащих лун.
Хэмиш Хэй и его коллеги продемонстрировали, что их разработка способна генерировать сильные приливные волны в океанах необходимой глубины. Эти волны и сопутствующие деформации способны нагревать внутренности юпитерианских спутников, препятствуя их полному остыванию и превращению в холодные и безжизненные тела.