Io, gravitation universelle, travail et energie

[123pourquoi]

Bonjour,

Avec un titre comme ça, on peut s'attendre à tout je sais.

Voilà, je viens de voir un document video sur les satellites de Jupiter et les diverses missions de recherche dans la zone.

L'une des hypothèses émise pour expliquer l'énergie importante de Io révélée par son volcanisme alors que le corps devrait être froid depuis longtemps est la déformation provoquée par l'attraction gravitationnelle de Jupiter et de Europe et Ganymède. Lorsqu'on a un alignement, on aurait donc une déformation de Io selon le même axe, qui cesserait une fois l'alignement rompu, ramenant le satellite sous forme de sphère.

Ces déformations entraîneraient frottement et donc émission de chaleur.

Seulement ma petite tête ne comprend pas d'où vient cette énergie ???

J'explicite. Je comprend parfaitement les forces impliquées, ainsi que leur effet. Mais en appliquant le principe de conservation de l’énergie, si Io gagne de l’énergie quelque chose doit en perdre. Mais quoi ?

Je suppose qu'elle est ensuite en partie perdue par rayonnement ?

En espérant que vous ne trouverez pas cette question trop stupide,
123pourquoi.
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[invité6735487]

Bah il semble que ce soit le champ gravitationnel de Jupiter qui perd de l'énergie !

[Amanuensis]

d'où vient cette énergie ???

Principalement de l'énergie du mouvement de rotation de Jupiter.

Avant de s'attaquer à Io, cas complexe parce qu'il fait intervenir Europe et Ganymède, il est plus simple de comprendre le cas de la Lune et du ralentissement de la rotation terrestre.

Dans le cas Terre-Lune, l'énergie de rotation de la Terre diminue, une partie de cette énergie passe en énergie orbitale de la Lune (qui s'éloigne) et une autre en chaleur qui est dissipée vers l'espace.

Cas de Io, l'énergie de rotation de Jupiter diminue, une partie de cette énergie passe en énergie orbitale de Io, Europe et Ganymède, et une autre en chaleur qui est dissipée vers l'espace.

Bah il semble que ce soit le champ gravitationnel de Jupiter qui perd de l'énergie !

Non. Et d'ailleurs la notion d'énergie d'un champ gravitationnel de planète n'est pas utilisée en physique à ma connaissance.

[Pfhoryan]

Cas de Io, l'énergie de rotation de Jupiter diminue, une partie de cette énergie passe en énergie orbitale de Io, Europe et Ganymède, et une autre en chaleur qui est dissipée vers l'espace.

Il y a sans doute des calculs qui ont été faits et publiés pour estimer la quantité d'énergie transférée à Io par effet de marée, mais je me demande si des estimations ont été faites sur l'énergie libérée par Io via son activité tectonique (où simplement par radiation)?

Je pose cette question car pour Encelade, la chaleur émise mesurée juste au pôle sud correpond à une énergie un ordre de grandeur supérieur à l'énergie calculée pour l'effet de marée. Et cette lune ne fait que 500 km de diamètre tout en étant très active.
Par comparaison, Mimas qui est plus proche de Saturne, un peu plus petite (400 km de diamètre), et a une orbite plus excentrée ne montre aucun signe d'activité tectonique. Et les deux ont une période de rotation synchronisée sur Saturne.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Amanuensis]

Il y a sans doute des calculs qui ont été faits et publiés pour estimer la quantité d'énergie transférée à Io par effet de marée, mais je me demande si des estimations ont été faites sur l'énergie libérée par Io via son activité tectonique (où simplement par radiation)?

Suite à une question sur le sujet il y a quelques semaines, j'avais trouvé un texte très détaillé (une sorte de thèse sur le passé et le futur des orbites des satellites galiléens), et les calculs sont loin d'être simple. Le document est http://members.shaw.ca/constantine.t...s/CTthesis.pdf. Il y a des chiffres dans le texte, peut-être les données recherchées.

Pour l'énergie dissipée, il y un chiffre de 1 à 3 W/m², cité d'une autre publi, page 7.

Au passage, comme Io est 1:1 pour sa rotation, l'énergie de marée devrait être perdue sur Jupiter, et non sur Io (à l'instar du cas de la Terre et de la Lune, les frottements sont principalement sur Terre). L'énergie perdue sur Io est due à un effet secondaire, en gros la résonance avec Europe et Ganymède force l'excentricité de l'orbite de Io. Les calculs de l'énergie mise en jeu apparaissent compliqués.

Je pose cette question car pour Encelade, la chaleur émise mesurée juste au pôle sud correpond à une énergie un ordre de grandeur supérieur à l'énergie calculée pour l'effet de marée. Et cette lune ne fait que 500 km de diamètre tout en étant très active.

Peut-être un truc similaire au cas des galiléens ? Encelade est presque en 2:1 avec Janus, non ?

[Pfhoryan]

Suite à une question sur le sujet il y a quelques semaines, j'avais trouvé un texte très détaillé (une sorte de thèse sur le passé et le futur des orbites des satellites galiléens), et les calculs sont loin d'être simple. Le document est http://members.shaw.ca/constantine.t...s/CTthesis.pdf. Il y a des chiffres dans le texte, peut-être les données recherchées.

Pour l'énergie dissipée, il y un chiffre de 1 à 3 W/m², cité d'une autre publi, page 7.

Excellent document! Cela compile les données de plusieurs lunes.

Au passage, comme Io est 1:1 pour sa rotation, l'énergie de marée devrait être perdue sur Jupiter, et non sur Io (à l'instar du cas de la Terre et de la Lune, les frottements sont principalement sur Terre). L'énergie perdue sur Io est due à un effet secondaire, en gros la résonance avec Europe et Ganymède force l'excentricité de l'orbite de Io. Les calculs de l'énergie mise en jeu apparaissent compliqués.

Exact, tout comme Encelade et Mimas.

Peut-être un truc similaire au cas des galiléens ? Encelade est presque en 2:1 avec Janus, non ?

Oui c'est bien de cette manière que c'est calculé (résonance avec les autres lunes), mais cela reste malgré tout beaucoup trop faible.