I solsystemet er der en sol - i midten - mange planeter, asteroider, Kuiper-bælteobjekter og satellitter, de er også måner. Selvom de fleste planeter har satellitter, og nogle Kuiper-bælteobjekter og endda asteroider også har deres egne satellitter, er der ingen kendte "satellitter af satellitter" blandt dem. Enten er vi ude af held, eller de astrofysiske grundlæggende og ekstremt vigtige regler komplicerer deres dannelse og eksistens.
Når alt hvad du behøver at huske er et massivt objekt i rummet, virker tingene temmelig ligetil. Tyngdekraften vil være den eneste arbejdsstyrke, og du kan placere ethvert objekt i en stabil elliptisk eller cirkulær bane omkring den. Under dette scenarie ser det ud til, at han vil være i sin position for evigt. Men andre faktorer kommer ind her:
- genstanden kan have en slags atmosfære eller en diffus "glorie" af partikler omkring;
- objektet vil ikke nødvendigvis være stationært, men vil rotere - sandsynligvis hurtigt - omkring en akse;
- dette objekt vil ikke nødvendigvis blive isoleret, som du oprindeligt troede.
Tidevandskræfterne, der virker på Saturns måne Enceladus, er tilstrækkelige til at trække dens isskorpe ud og varme op tarmene, så havbunden under havet overgår hundreder af kilometer ud i rummet
Den første faktor, atmosfære, giver kun mening som en sidste udvej. Typisk vil et objekt, der kredser om en massiv og solid verden uden atmosfære, kun være nødvendigt at undgå objektets overflade, og det vil holde sig fast på ubestemt tid. Men hvis atmosfæren, selv utroligt diffus, forstærkes, vil ethvert legeme i kredsløb være nødt til at håndtere atomer og partikler, der omgiver den centrale masse.
Selvom vi normalt mener, at vores atmosfære har en "ende", og at rummet begynder i en bestemt højde, er virkeligheden, at atmosfæren bare tørrer op, når du går højere og højere. Jordens atmosfære strækker sig i mange hundrede kilometer; selv den internationale rumstation går ud af bane og brænder, hvis vi ikke konstant opfordrer til det. I henhold til solsystemets standarder skal et legeme i kredsløb være i en bestemt afstand fra enhver masse for at forblive "sikkert".
Salgsfremmende video:
Om det er en kunstig satellit eller en naturlig satellit betyder ikke noget; hvis den kredser om en verden med en betydelig atmosfære, vil den gå i kredsløb og falde ned på den nærmeste verden. Alle satellitter i lav jordbane vil gøre det, ligesom Mars 'satellit Phobos
Desuden kan objektet rotere. Dette gælder både for en stor masse og en mindre, der drejer rundt om den første. Der er et "stabilt" punkt, hvor begge masser er tidligt låst (dvs. altid vender mod hinanden på den ene side), men enhver anden konfiguration skaber et "drejningsmoment". Denne drejning vil enten spiralere begge masser indad (hvis rotationen er langsom) eller udad (hvis rotationen er hurtig). På andre verdener er de fleste satellitter ikke født under ideelle forhold. Men der er endnu en faktor, som vi er nødt til at overveje, før vi dykker forud i problemet med "satellitservietten".
Pluto - Charon modellen viser to hovedmasser, der drejer sig om hinanden. En flyby af de "nye horisonter" viste, at Pluto eller Charon ikke har nogen interne satellitter i forhold til deres indbyrdes bane
At objektet ikke er isoleret er af stor betydning. Det er meget lettere at holde et objekt i kredsløb nær en enkelt masse - som en måne i nærheden af en planet, en lille asteroide i nærheden af en stor eller Charon i nærheden af Pluto - end at holde et objekt i kredsløb i nærheden af en masse, der selv kredser om en anden masse. Dette er en vigtig faktor, og vi tænker ikke meget på det. Men lad os se på det et øjeblik fra vores nærmeste til Solen, den måneløse planet Merkur.
Kvikksølv drejer sig relativt hurtigt om vores sol, og derfor er tyngdekraften og tidevandsstyrkerne, der virker på den, meget store. Hvis noget andet drejede sig om Merkur, ville der være mange flere yderligere faktorer.
1. "Vind" fra solen (en strøm af udgående partikler) ville styrte ned i Merkur og en genstand i nærheden af den og slå dem ud af bane.
2. Varmen, som Solen skænker på overfladen af Kvikksølv, kan føre til udvidelse af atmosfæren i Kvikksølv. På trods af at kviksølv er luftløs, opvarmes partikler på overfladen og kastes ud i rummet, hvilket skaber en svag atmosfære.
3. Endelig er der en tredje masse, der ønsker at føre til den endelige tidevandsblokering: ikke kun mellem lav masse og kvikksølv, men også mellem Merkur og solen.
Derfor er der to ekstreme steder for enhver Mercury-måne.
Hver planet, der kredser om en stjerne, vil være mest stabil, når tidevandet er låst med den: når dens omløbs- og rotationsperioder falder sammen. Hvis du tilføjer en anden genstand til kredsløb til planeten, vil dens mest stabile bane gensidigt låses gensidigt med planeten og stjernen i nærheden af L2
Hvis satellitten af flere årsager er for tæt på Merkur:
- roterer ikke hurtigt nok for dens afstand;
- Kviksølv roterer ikke hurtigt nok til at være tidevandslåst med solen;
- følsom over for deceleration af solvind
- vil blive udsat for betydelig friktion fra Mercury-atmosfæren, - det vil til sidst falde til overfladen af Merkur.
Når en genstand kolliderer med en planet, kan den løfte affald og forårsage nærliggende måner. Sådan optrådte Jordens måne, og satellittene til Mars og Pluto dukkede også ud.
Omvendt risikerer det at blive kastet ud af Mercurys bane, hvis satellitten er for langt væk, og andre overvejelser gælder:
- satellitten roterer for hurtigt for sin afstand;
- Kviksølv drejer for hurtigt til at være tidligt låst med solen;
- Solvinden giver satellitten yderligere hastighed;
- interferens fra andre planeter skubber satellitten ud;
- solopvarmningen giver yderligere kinetisk energi til en bestemt lille satellit.
Når det er sagt, skal du huske, at mange planeter har deres egne måner. Selvom et tre-kropssystem aldrig vil være stabilt, medmindre du justerer dens konfiguration til ideelle kriterier, vil vi være stabile i milliarder af år under de rigtige forhold. Her er nogle forhold, der vil gøre opgaven lettere:
1. Tag en planet / asteroide, så hovedparten af systemet fjernes markant fra solen, så solvinden, lysglimt og tidevandskræfter fra solen er ubetydelig.
2. Så at denne planet / asteroids satellit er tæt nok på hovedlegemet, så den ikke dingler tungt på tyngdepunktet og ikke ved et uheld skubbes ud i løbet af andre gravitations- eller mekaniske interaktioner.
3. At satellitten på denne planet / asteroide var langt nok væk fra hovedlegemet, så tidevandskræfter, friktion eller andre effekter ikke fører til tilgang og fusion med forældrekroppen.
Som du måske har gætt, er der en "sød bullseye", hvor månen kan eksistere i nærheden af planeten: flere gange ud over planetens radius, men tæt nok, så orbitalperioden ikke er for lang og stadig væsentligt kortere end planetens orbitalperiode i forhold til stjernen. Så hvis du tager alt dette sammen, hvor er da satellitterne i vores solsystem?
Asteroider i hovedbeltet og trojanere i nærheden af Jupiter har muligvis deres egne satellitter, men de betragter ikke selv sig som sådanne.
Det tætteste vi har er trojanske asteroider med deres egne satellitter. Men da de ikke er "satellitter" for Jupiter, er dette ikke helt passende. Hvad så?
Det korte svar: det er usandsynligt, at vi finder noget lignende, men der er håb. Gasgigantverdener er relativt stabile og langt nok fra solen. De har mange satellitter, hvoraf mange er tidligt låst med deres forældreverden. De største måner vil være de bedste kandidater til satellitter. De skal være:
- så massiv som muligt;
- relativt fjernet fra forældrekroppen for at minimere risikoen for kollision;
- ikke for langt væk for ikke at blive skubbet ud;
- og - dette er nyt - godt adskilt fra andre måner, ringe eller satellitter, der kan forstyrre systemet.
Hvilke måner i vores solsystem er bedst egnet til at erhverve deres egne satellitter?
- Jupiters måne Callisto: den yderste af alle Jupiters store måner. Callisto, der er 1.883.000 kilometer væk, har også en radius på 2.410 kilometer. Den kører rundt i Jupiter om 16,7 dage og har en betydelig flugthastighed på 2,44 km / s.
- Jupiters måne Ganymedes: den største måne i solsystemet (2634 km radius). Ganymede er meget langt fra Jupiter (1.070.000 kilometer), men ikke nok. Det har den hurtigste flugthastighed for alle satellitter i solsystemet (2,74 km / s), men det tætbefolkede system på gigantplaneten gør det ekstremt vanskeligt for Jupiters satellitter at erhverve satellitter.
- Saturns måne Iapetus: ikke særlig stor (734 kilometer i radius), men ganske langt fra Saturn - ved 3.561.000 kilometer i en gennemsnitlig afstand. Det er godt adskilt fra ringene fra Saturn og fra andre store måner på planeten. Det eneste problem er dens lille masse og størrelse: flugthastigheden er kun 573 meter i sekundet.
- Uranus's satellit Titania: Med en radius på 788 kilometer er Uranus største satellit 436.000 kilometer fra Uranus og afslutter sin bane på 8,7 dage.
- Uranus 'satellit Oberon: den næststørste (761 kilometer), men den fjerneste (584.000 kilometer) store måne afslutter sin bane omkring Uranus på 13,5 dage. Oberon og Titania er imidlertid farligt tæt på hinanden, så "månens måne" vil sandsynligvis ikke vises mellem dem.
- Neptunes satellit Triton: denne fangede Kuiper-bælteobjekt er enorm (1355 km i radius), langt fra Neptune (355.000 km) og massiv; objektet skal bevæge sig med en hastighed på mere end 1,4 km / s for at forlade Tritons tiltrækningsfelt. Måske er dette vores bedste kandidat til retten til at eje din egen satellit.
Triton, Neptuns største måne og et fanget Kuiper-bælteobjekt, er måske vores bedste valg for en måne med sin egen måne. Men Voyager 2 så intet.
Med alt dette er der så vidt vi ved ingen satellitter i vores solsystem med deres egne satellitter. Måske tager vi fejl og finder dem i den yderste ende af Kuiper-bæltet eller endda i Oort-skyen, hvor genstande er en krone et dusin.
Teorien siger, at sådanne genstande kan eksistere. Dette er muligt, men det kræver meget specifikke forhold. Hvad angår vores observationer, er sådanne endnu ikke vist i vores solsystem. Men hvem ved: universet er fuld af overraskelser. Og jo bedre vores søgefunktioner bliver, jo flere overraskelser finder vi. Ingen vil blive overrasket, hvis den næste store mission til Jupiter (eller andre gasgiganter) finder en satellit nær en satellit. Det vil tiden vise.
ILYA KHEL