潮汐加热如何降低Io的轨道？

这个答案的问题是木卫一魔法能量的机器？这表明，由于潮汐的“挤压”，由于艾欧内部加热产生的能量，随着它在椭圆轨道上距木星越来越近而越来越远，它将来自艾欧轨道的能量。较低的能量轨道必然较小，这实际上意味着速度会较大。（当您想将卫星的轨道提升到更高的高度时，实际上是在运动方向上使用推力来使其减速。）

鉴于潮汐力有些复杂（请参阅为什么潮汐使月亮从地球后退？其他月亮是否典型？），是否可以先验确定加热会降低Io的轨道，从而使其加速？（考虑到地球月球的退缩部分是由于地球的液态海洋，而木星是一个气体巨人。）只是会减少的潜龙，还是半长轴？

径向力（看似天真地平均）如何引起切向加速度？木卫一的潮汐力锁住木星因此它绕自身轴线旋转同步到它在木星周围旋转。

编辑：如果艾奥与木星其他卫星之间的引力相互作用导致问题过于复杂而无法轻松回答，那么我对潮汐加热的基本动力及其对单个卫星轨道的影响更感兴趣，而不是艾奥的特别关注情况。

潮汐加热如何降低Io的轨道？

它不是，至少不是一阶。一阶效应是潮汐加热使Io的轨道环化。与此相反，欧罗巴和木卫三的轨道共振使艾奥的轨道更加椭圆。这导致一个很好的磁滞回线。

假设Io在一个相当圆的轨道上。这导致潮汐应力减小，从而使Io冷却下来。较冷且因此较刚性的IO较之较热且因此较可塑性的IO更不容易受到潮汐变形的影响。如果在同一轨道上有两个物体，一个是温暖的且是塑料的，另一个则是凉爽且刚性的，则较温暖的物体将比较冷的物体承受更大的潮汐变形。这是通过对象的爱情数字捕获的。响应中不可避免的滞后意味着对于椭圆轨道，响应将不会关于围根/尖峰对称，并且可塑性越大，不对称性越大。这是由物体的潮汐品质因数捕获的。$k_2$$Q$

当Io的轨道接近圆形时，这种Io的冷却使目前存在的共振效应比圆形效应更占优势。艾欧轨道逐渐变得椭圆形。椭圆轨道增加了寒冷，坚硬Io的潮汐应力，最终使其开始变暖并变得更加可塑性。圆形化效果随着轨道越来越椭圆化以及Io的内部变得更加灵活和更具塑性而增强。最终，环化效应在轨道共振效应上占主导地位，从而使Io的轨道变得更加圆形-直到循环重复。

漂洗并重复，至少要在艾奥，欧罗巴和木卫三之间的三向轨道共振持续进行。据我所知，三向潮汐共鸣已经存在了多久，持续了多久。

大卫·哈曼（David Hammen）的答案包含了许多有关伊欧轨道随时间变化的有趣细节（并解释了为何伊欧即使现在是非常圆形的轨道仍然可以是火山）。它还解释说，如果艾奥被完全潮汐锁定，没有其他卫星，那么它将不会发热，其轨道也不会改变，这可能是提问者最想知道的。也许唯一剩下的问题可能是，为什么在圆形轨道上但未以正确速率旋转的卫星发现其轨道发生了变化？

为此，有一个有趣的结果，即如果月亮的旋转速度快于其轨道的旋转速度，则月亮形状对其潮汐等势能的响应延迟意味着其凸起的“点”将在与行星对齐之前脱离。这会由于重力产生扭矩，从而趋于减慢其旋转速度。如果旋转速度慢于其轨道，则相反。这就是旋转被潮汐锁定的方式，并且与此相关的还有一些热量。但是行星-月球系统（忽略其他卫星）必须保持角动量，因此，如果自旋变慢，则该角动量必须出现在其他位置-它会出现在轨道上。因此，不用考虑轨道的能量（因为产生热量并且自转发生变化，所以能量不守恒），而要考虑自旋+轨道的角动量。

由于Io没有经过潮汐锁定，因此它既没有执行任何操作，但是在其被锁定之前的历史中，它本来可以执行另一项操作。至于地球和月球，月亮被潮汐锁定，但地球自转的速度比月球的轨道快，因此地球的凸出部分比月球还早，因此月球正在扭转我们的自旋。这种角动量的损失必须进入月球的轨道，所以这就是月球越来越远的原因。

如果您以能量的方式思考，那么您会发现地球正在被月球的引力加热。同样，月球轨道的能量也在增加。因此，这两者都必须有一个来源，这就是地球自转中的能量。毫无疑问，由于地球辐射的热量损失的能量如何从月球的轨道中散发出来，因为实际上轨道能量正在增加。更清楚的是，自旋能量如何进入加热和轨道，这是因为自旋产生的力同时导致了加热和轨道效应。同样，如果月亮自转的速度快于其自身的轨道，那么这种自旋会在月球上产生力，从而减慢其自转，其中一些能量用于加热月球，而某些能量用于提升其自身的轨道（以保持角动量） ）。