Weiß jemand, warum drei der größten Monde Jupiters in 1: 2: 4-Resonanz umkreisen?

Drei der ersten vier Monde, die jemals außerhalb unserer eigenen planetarischen Sphäre mit Gravitationseinfluss entdeckt wurden, kreisen in nahezu perfekter Resonanz. Die Umlaufbahn Europas ist fast genau doppelt so lang wie die von Io, und die von Ganymede ist fast genau doppelt so lang wie die von Europa. Vielleicht ist es nur Zufall. Wenn Sie sich genügend zufällige Dinge ansehen, sehen Sie Muster, die nicht unbedingt vorhanden sind. Aber es wäre ein ziemlich großer Zufall. Wenn ich so etwas in der Natur sehe, muss ich mich fragen, ob es eine zugrunde liegende Ursache gibt.

Die Verhältnisse sind nicht ganz genau 2, wenn also ein Gravitationseinfluss vorliegt oder etwas, das sie in diese Resonanz hineinzieht, darf der Einfluss nicht überwältigend genug sein, um eine exakte Resonanz zu erzwingen. Oder vielleicht ist es so, wenn genügend Zeit zur Verfügung steht, aber "kürzliche" Kollisionen oder das Ziehen anderer Satelliten im System haben sie möglicherweise ein wenig aus ihrer Resonanz gerissen. Hat jemand dies untersucht und einen wahrscheinlichen Grund für dieses Phänomen gefunden?

Als sich die galiläischen Monde bildeten, waren sie nicht in Resonanz miteinander. Alle von ihnen befanden sich in etwas kleineren Umlaufbahnen als jetzt. Im Laufe der Zeit nach ihrer Bildung bewegte sich Ios Umlaufbahn aufgrund der Gezeiten des Jupiter langsam nach außen. Dies ist der gleiche Effekt, der dazu führt, dass sich unser Mond langsam von der Erde entfernt (ungefähr mit der gleichen Geschwindigkeit, mit der Ihre Fingernägel wachsen). Es geht so. Durch die Schwerkraft des Mondes bilden sich in den Ozeanen der Erde Gezeiten. Diese Wasserwölbung wird mit der Erdrotation vorangebracht, da sich die Erde schneller dreht als der Mond umkreist. Da der Mond immer noch die Ausbuchtung anzieht, verursacht er einen Widerstand auf der Erde und verlangsamt seine Drehung. Gleichzeitig zieht die Ausbuchtung den Mond an, wodurch er in seiner Umlaufbahn schneller wird. Wenn der Mond schneller wird, wird seine Umlaufbahn größer. Also im Wesentlichen die Erde ' s Spin-Energie wird in die Orbitalenergie des Mondes übertragen. Das gleiche passiert mit Jupiter und Io, wobei eine Ausbuchtung in Jupiters Atmosphäre dazu führt, dass Ios Umlaufbahn größer wird.

Als sich die Umlaufbahn von Io ausdehnte, wurde sein "Jahr" länger, bis es sich einer 2/1-Resonanz mit Europa näherte. Sobald sie Resonanz erreichten, wurden sie "eingesperrt", ihre gegenseitige Schwerkraft, die aufeinander einwirkt, verstärkte sie. Io hob jedoch immer noch die Gezeiten auf Jupiter und seine Umlaufbahn versuchte immer noch, sich auszudehnen. Während sich Ios Umlaufbahn weiter ausdehnte, gab es Callisto bei jedem Durchgang einen Gravitationskick, der beide Umlaufbahnen ausdehnte, bis Callisto eine 2/1-Resonanz mit Ganymed erreichte. Hier haben die inneren 3 Galiläischen Monde ihre Resonanz bekommen. Die Umlaufbahnen dehnen sich immer noch aus, aber viel langsamer, da es mit jedem Hinzufügen schwieriger wird, die Energie zu übertragen. Bei genügend Zeit würden wahrscheinlich alle 4 galiläischen Monde Resonanz erreichen, obwohl die Sonne vorher sterben wird.

Ich kann einige der kleinen Details hier falsch haben, aber dies ist die Geschichte, wie ich sie verstehe.