问伊桑97号:月亮可以有月亮吗?

零散的聚集。收集消失。
-赫拉克利特

考虑到太阳系,您可以想象行星和其他物体绕着中心恒星运行,而卫星(和其他卫星)则绕着这些巨大的岩石或冰冷的世界旋转。但是可以有额外的水平吗?卫星可以绕卫星旋转吗?如果是,卫星在哪里?本周,一个臭虫得到了一个问题的答案,并提出了一个问题:

据我所知,在太阳系中,没有“月球登月”,就像小行星绕着行星的月球飞行一样。是否有原因(例如,轨道不稳定)?还是很少见?

让我们考虑一个在空间中旋转的独立质量。这里的一切都很简单。该物体的质量会产生重力场。他扭曲了周围的空间,并使附近的一切吸引了他。如果除了重力之外什么也没有,那么任何人都可以将任何物体放在稳定的椭圆或圆形轨道上,使其永远旋转。

但是还有其他因素,包括:
•物体大气的存在,散布的粒子“晕”。
•对象的可选平稳性,可能存在旋转,可能很快。
•对象的可选隔离。



在最极端的情况下,气氛会受到影响。通常,在没有大气的情况下绕大质量固体世界运行的物体只需要避开物体表面,这样的旋转就可以永远持续下去。

但是,如果增加大气层,尽管非常稀少,轨道上的任何物体都会与中心质量周围的原子和粒子相互作用。尽管在我们看来,我们的大气层具有“边缘”并且空间是从某个高度开始的,但实际上,在更高的高度上,大气层变得越来越稀少。地球大气层延伸了数百公里。甚至有一天,如果不推动国际空间站,它也会衰落并燃烧。



在以数十亿年为单位的太阳系时间尺度上,在轨道上运动的物体必须离其成为“安全”物体的质量足够远。



对象可以旋转。这发生在大质量块上,而小质量块围绕大质量块旋转。存在“稳定”状态,两个质量块在潮汐状态下彼此连接(两个物体都通过一侧彼此转动),但是在任何其他配置下都将出现扭转力矩。这些瞬间可能导致物体螺旋形地掉落或飞散的事实。换句话说,大多数卫星不能以完美的配置开始生活。

但是,对于“月球上的月亮”情况的完整描述,必须考虑另外一个最复杂的因素。



对象不是孤立的,这非常重要。使物体绕一个巨大的物体旋转非常简单-例如,围绕行星的月亮,围绕大行星的一个小行星,围绕冥王星的Charon-也就是说,使物体绕另一个旋转,但又绕一个旋转更庞大。通常我们不考虑这个因素。但是,以我们最内在的星球水星为例来考虑一下。



汞绕太阳旋转相对较快,因此作用在其上的重力和潮汐力很大。如果围绕水星有其他事情,则还必须考虑许多其他因素:
1.太阳风(粒子流)将与水星及其卫星汇合,从而改变其轨道。
2.来自太阳的热量会导致水银大气层膨胀。而且,尽管上面没有空气,但表面颗粒会变热并被扔到太空中,从而形成微不足道但不可忽略的气氛。
3.第三团,不仅努力束缚水星及其卫星,而且束缚水星和太阳。

这意味着水星卫星有两种选择。



如果卫星离水星太近,即:
•卫星旋转速度不够快;
•水星旋转速度不够快,无法通过潮汐力连接到太阳;
•卫星因太阳风而减速;
•卫星在水星大气上制动时,

它迟早会落在水星上。



另一方面,如果物体离水星太远,则有可能被抛出水星轨道,或者:
•物体旋转太快;
•水星旋转太快;
•太阳风会使物体超速;
•其他物体的重力。行星会影响物体,
•太阳的加热为小卫星增加了少量动能。



鉴于以上所有,我们还记得有行星有卫星!尽管三体系统将不稳定,但是除非您将其设置为上述配置,否则在正确的条件下,可以数十亿年的时间间隔实现稳定性-这就是我们所需要的。有一些条件可以促进我们的任务:
1.将主要的大质量行星/小行星移离太阳,以使太阳风,耀斑和潮汐力较小。
2.使我们天体的卫星更靠近人体,使其在重力上牢固地附着在其上,并且不会受到外部重力或机械相互作用的牵拉。
3.同时,卫星必须与主体保持足够的距离,以免潮汐力,摩擦力和其他影响导致它们相互碰撞。



您可能已经猜到,月球有一个“正确的排列”-距离比行星半径大几倍,但强度不强,因此旋转周期很长。绕行星公转的周期应该比绕恒星公转的行星的周期短得多。

考虑到所有这些,为什么我们看不到太阳系中的卫星?特洛伊小行星及其个人卫星的



作用最佳,但由于它们不是木星的卫星,因此有所不同。那怎么办 如果更简单,我们很可能不会看到这种情况,但是有希望。天然气巨头非常稳定,远离太阳。它们有许多卫星,其中许多卫星对母体世界是潮汐的。大卫星最适合拥有卫星。最好的候选者是: •尽可能重, •离父天体相对较远,以最大程度地减少跌落; •足够近以至于可以从轨道上扯下来;





•与其他卫星,环和卫星充分分开,这会对系统造成干扰。



能够拥有自己稳定的卫星的太阳系中哪些主要候选卫星?
•木卫四,木星的月亮。所有主要卫星中距离最远的卫星,偏远地区为1,883,000 km,半径为2,410 km。足够长的16.7天的循环时间,以及较大的失控速度,2.44 km / s。
•木卫三,木星的月亮。太阳系中最大的卫星(半径2 634公里)。距木星1,070,000公里-也许不太远,这是木星到欧洲的距离的三分之二。太阳系所有卫星中最大的失控速度(2.74 km / s),但是木星系统的人口过多使拥有自己的卫星的机会很小。
•Iapetus,土星的月亮。小,距离734公里,但距离土星3,561,000公里。离土星环很远,与其余的大卫星分开。较小的质量和较小的体积-失控速度仅为573 m / s。
•Titania,天王星的月亮。它最大的卫星半径788公里,距天王星43.6万公里,循环时间为8.7天。
•Oberon,天王星的月亮。第二大月亮(761公里),最远的月亮(584 000公里),公转周期为13.5天。但是奥伯龙和泰坦太近了,以至于无法结合“逐月”。
•特里顿,海王星的月亮。从柯伊伯带捕获的一个大型物体半径1355公里,与海王星相距35.5万公里,质量巨大。失控速度-1.4 km / s。他将是拥有自己的天然卫星的地球月亮的最佳人选。



但是我仍然等不及这种现象。如果您回想一下天然气巨人附近存在多少可能对重力产生干扰的物体,那么“月球上的月亮”的出现和保存的条件将面临巨大的困难。在接受赌注的情况下,我会押注Iapetus和Triton,因为它们比其他人离他们的世界更远,与巨大的物体隔离,并且从其表面逃逸的速度非常快。

但是,尽管这种配置对我们来说还是未知的。也许所有这些论点都是不正确的,我们应该在柯伊伯带甚至奥特云的最远边缘寻找物体,在这些地方我们的太阳系机会最大。



据我们所知,这些对象可能存在。可能,但是需要特殊条件。到目前为止,我们的观察结果表明,在太阳系中不会发生这种情况。但是无法肯定地说:宇宙充满了惊喜。随着搜索能力的提高,我们的发现量也会增加。如果下一次访问木星或其他天然气巨头的任务发现这种现象,我不会感到惊讶!

卫星中是否存在卫星,打开卫星只需要在正确的位置进行搜索?

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN398235/


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