Evidência dinâmica-geofísica conjunta de um ciclo limite nas luas da Galiléia

Io, Europa e Ganimedes orbitam na ressonância de movimento médio de Laplace, onde sua evolução orbital e termoquímica estão fortemente acopladas [1-5]. As excentricidades forçadas sustentam a dissipação das marés, alimentando o vulcanismo de Io e mantendo o oceano subterrâneo de Europa [6-8].

O aquecimento das marés depende das excentricidades, semieixos maiores e propriedades internas das luas. A evolução orbital depende de como a dissipação do satélite afeta a dinâmica ressonante [4, 8].

Esta evolução acoplada não foi tratada num quadro auto-consistente limitado pelas observações modernas. Aqui, combinamos medições astrométricas e geofísicas modernas de taxas de migração, fluxos de calor de superfície, resposta de maré e momento de inércia [9-13] com um modelo de evolução termoquímica orbital para restringir a evolução de longo prazo e o estado atual das luas.

Mostramos que as observações conjuntas selecionam um ciclo limite de tempo tardio contínuo, provavelmente estabelecido há $\sim$0, 8-2, 0 Gyr através do feedback entre a evolução térmica e orbital. O estado atual ocorre dentro deste ramo oscilatório, cujos ciclos se repetem a cada $\sim$95-150 Myr.

Io atualmente experimenta alta dissipação e migra para dentro, enquanto Europa e Ganimedes continuam a migrar para fora. Durante os ciclos, a fração média de fusão de Io varia substancialmente ($\sim$10-30%), enquanto a espessura da camada de gelo de Europa varia em $\sim$3-15 km.

As estruturas previstas de Europa e Io serão avaliadas por missões futuras, incluindo Europa Clipper, JUICE e IVO [14-17].

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