외부 태양계의 얼음 위성은 수많은 퍼즐을 제공하며, 그 중 하나는 때때로 Mimas-Enceladus 역설이라고도합니다 (예 :Czechowski &Witek 2015). 이것이 왜 얼음의 일부 (예 :Mimas, Rhea, Callisto)가 차갑게 지내는 이유에 대한 문제이며, 다른 여러 사람들 (Enceladus, Iapetus, Europa, Ganymede)이 강렬한 처리를 겪었습니다. 토성의 여섯 번째로 큰 달인 Enceladus의 경우 특별한 관심사입니다. 주로 신선한 얼음으로 덮여 있고 깊이가 눈에 띄는 바위와 금속의 일부를 함유 한이 달은 소위 호랑이 줄무늬에서 정기적으로 나오는 증기 깃털로 가장 잘 알려져 있으며 Enceladean 남쪽 극의 근접 선형 우울증
.이것은 두 가지 질문을 제기합니다. 구체적으로, Enceladus의 조석 가열이 관찰 된 cryovolcanic 활동을 유지하기에 충분한 지 여부입니다. 또 다른 질문은 더 일반적인 것입니다 :어떤 상황이 비슷한 조건에서 accreted 신체의 지질 역사를 나누는가?
첫 번째 질문에 대한 답변은 등의 후면 추정치를 통해 비교적 쉽게 얻을 수 있습니다. NASA Cassini 우주선의 데이터 분석에 따르면 Enceladus의 증기 깃털로 인한 발신 에너지 플럭스는 약 10GW입니다 (Kamata &Nimmo 2017). 또한 Chen et al. (2014, 표 3) Enceladean Global 지하 표면과 관련된 소산 속도는이 위성에 의해 방출되는 전체 열보다 훨씬 작습니다.
따라서, 간헐천 (10 GW)의 힘이 토성 생성 조수에 의해 Enceladus에서 enceladus에 소산 된 전반적인 열과 거의 같다고 가정하면, 추정 목적으로 바다의 존재를 무시하고, 균질 한 난방 속도에 대한 단순한 열의 표현으로 간단하게 생성 된 열을 균질 한 반짝이는 볼로 끓여서 반드시 발생합니다. 이 표현에는 점도가 포함되어 있으므로 상기 근사치는 Enceladean 얼음 맨틀의 평균 점도에 대한 추정치를 제공해야합니다.
이 작업은 Efroimsky (2018a)에서 이루어졌으며 평균 점도 (0.24 × 10 Pa S)의 얻어진 값은 녹는 점 근처의 얼음의 점도에 현저하게 가깝게 밝혀졌습니다. 이것은 토성에 의해 Enceladus에서 생성 된 조수 가이 달의 깃털 활동을 유지하기에 충분하다는 가정을 확인합니다. 추가 열원은 필요하지 않습니다. Enceladus의 암석 및 금속 분율의 방사성 성분이 오랫동안 부패 할 것으로 예상되기 때문에이 발견에 익숙해야합니다.
.불행히도이 추정치는 두 번째 질문에 대한 답을 자동으로 제공하지 않습니다. 조석 감쇠 속도는 점도에 반비례하는 반면, 점도는 온도 감소에 따라 기하 급수적으로 증가합니다. 이런 식으로, 초기 온도가 매우 낮 으면 조석 열 생성 속도는 몸을 잘 따뜻하게하기에는 너무 낮을 것으로 예상됩니다.
방사능이 도움이 될 수 있습니까? 이 열원을 의지하기 위해, 우리는 Bonafide 지질 역사를 거친 달이 약 4.5 Gyr 전 지구와 동시에 부여되었다고 가정해야합니다. 더 정확하게는, 그들의 급증은 충분한 양의 방사성 물질이 여전히 주변에있을 때 발생해야한다 (Schubert et al. 2007). 동행 과정에서 달은 많은 수의 칼슘 알루미늄이 풍부한 내포물 (CAI)을 휩쓸었을 수도 있지만, 이러한 포함에 처음 포함 된 방사성 동위 원소 26AL은 수명이 짧았다는 점을 명심해야합니다 (반감기는 0.7 MYR).
.이 시나리오는 어느 정도의 미세 조정을 의미합니다. 또는 더 잘 짜여진 올바른 타이밍-순진한 시나리오에 대한 논쟁입니다. 더 중요한 것은 최근 개발 된 Enceladus의 형성 모델 (Charnoz et al. 2011, Salmon &Canup 2017, Asphaug &Reufer 2013)이 출생의 훨씬 나중에 옹호하는데, 방사성 동위 원소 중 어느 것도 없었던 시간입니다.
.그렇다면 원래 차가운 상태에서 얼음 몸을 가열 할 수있는 메커니즘은 무엇입니까? 그리고 왜이 메커니즘이 Enceladus (그리고 아마도 다른 달에서) 효과가 있었지만 Mimas와 같은 물체에서 작동하지 못했습니까? 차별에 어떤 요인이나 가끔 발생했을 수 있었습니까?
방사능이 없으면 조력 소산은 부분적으로 enceladus의 내부를 녹여 지질 과정을 시작할 수있는 유일한 현실적인 열원으로 남아 있습니다. 그러나 위에서 언급했듯이,이 옵션의 문제는 차가운 초기 Enceladus가 오늘날보다 훨씬 높은 점도를 가졌다는 것입니다. 따라서 조력 감쇠 속도는 지금보다 훨씬 낮아야합니다. 조력 소산의 강도를 향상시킬 수있는 추가 상황이 생겼을 수 있습니까?
Makarov &Efroimsky (2014)에서 처음으로 가정 한 후 Efroimsky (2018b)에서 자세히 탐구 한 한 가지 가능성은 일부 상황에서 경도에서의 Libration이 조석 가열이 눈에 띄게 증가했을 가능성이 있다는 것입니다. 구체적으로, 후자의 연구에서 유변학과 무관하게, 경도의 강제 libration은 Phobos의 정시적으로 소산 된 전력의 52%, Mimas에서 33%, Enceladus에서 23%, Epimetheus의 96%를 담당한다는 것이 입증되었습니다.
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조석 가열에서의 라이브레이션 생성 입력은 강제 libration의 크기에 따라 달라집니다. 이는 달의 동적 성 삼분 성 (b-a)/c의 값에 따라 달라집니다. 여기서 ≤ b
이 시나리오는 과거에 토성의 큰 얼음 달 (Enceladus, Iapetus) 중 일부가 따뜻해지는 이유를 설명하는 데 사용될 수 있으며, 다른 사람들 (Mimas)은 차갑게 남아있었습니다.
이러한 결과는 최근 Icarus 저널에 출판 된“정식으로 혼란스러워하는 신체 비방의 소실”과“Enceladus의 조력 점도”라는 제목의 기사에 설명되어 있습니다. 이 작업은 미 해군 천문대에서 Michael Efroimsky가 수행했습니다.
참조 :
