I solsystemet er det en sol - i sentrum - mange planeter, asteroider, Kuiper-belteobjekter og satellitter, de er også måner. Selv om de fleste planeter har satellitter, og noen Kuiper-belteobjekter og til og med asteroider også har egne satellitter, er det ingen kjente "satellitter av satellitter" blant dem. Enten er vi ute av hell, eller så gjør de grunnleggende og ekstremt viktige reglene for astrofysikk komplikasjoner av dannelse og eksistens.
Når alt du trenger å huske på er et massivt objekt i verdensrommet, virker ting ganske greit. Tyngdekraften vil være den eneste arbeidskraften, og du kan plassere ethvert objekt i en stabil elliptisk eller sirkulær bane rundt den. Under dette scenariet ser det ut til at han vil være i sin posisjon for alltid. Men andre faktorer spiller inn her:
- objektet kan ha en slags atmosfære eller en diffus "glorie" av partikler rundt;
- objektet vil ikke nødvendigvis være stasjonært, men vil rotere - sannsynligvis raskt - rundt en akse;
- dette objektet vil ikke nødvendigvis bli isolert slik du opprinnelig trodde.
Tidevannskreftene som virker på Saturns måne Enceladus er nok til å trekke ut iskorpsen og varme opp innvollene, slik at havoverflaten havner hundrevis av kilometer ut i verdensrommet
Den første faktoren, atmosfære, gir bare mening som en siste utvei. Vanligvis vil et objekt som går i bane rundt en massiv og solid verden uten atmosfære, bare trenge å unngå gjenstandens overflate, og det vil feste seg på ubestemt tid. Men hvis atmosfæren, til og med utrolig diffus, forsterkes, vil enhver kropp i bane måtte ta seg av atomene og partiklene som omgir den sentrale massen.
Selv om vi vanligvis tror at atmosfæren vår har en "slutt" og at rommet begynner i en viss høyde, er realiteten at atmosfæren bare tørker opp når du går høyere og høyere. Jordens atmosfære strekker seg i mange hundre kilometer; til og med den internasjonale romstasjonen vil gå ut av bane og brenne hvis vi ikke hele tiden oppfordrer til det. I henhold til solsystemets standarder må et legeme i bane være i en viss avstand fra hvilken som helst masse for å forbli "trygg".
Salgsfremmende video:
Enten det er en kunstig satellitt eller en naturlig spiller ingen rolle; hvis den går i bane rundt en verden med en betydelig atmosfære, vil den gå i bane rundt og falle ned på den nærmeste verden. Alle satellitter i bane på lav jord vil gjøre det, og Mars satellitt Phobos
I tillegg kan objektet rotere. Dette gjelder både en stor masse og en mindre som roterer rundt den første. Det er et "stabilt" punkt der begge massene er tidvis låst (det vil si alltid vendt mot hverandre på den ene siden), men enhver annen konfigurasjon vil skape et "dreiemoment". Denne vridningen vil enten spiralere begge massene innover (hvis rotasjonen er langsom) eller utover (hvis rotasjonen er rask). På andre verdener er de fleste satellitter ikke født under ideelle forhold. Men det er en faktor til som vi må ta stilling til før vi dykker hodestups inn i problemet med "satellitt av satellitter".
Pluto - Charon-modellen viser to hovedmasser som kretser rundt hverandre. En flyby av "New Horizons" viste at Pluto eller Charon ikke har noen interne satellitter i forhold til deres gjensidige baner
At gjenstanden ikke er isolert, er av stor betydning. Det er mye lettere å holde en gjenstand i bane i nærheten av en enkelt masse - som en måne i nærheten av en planet, en liten asteroide i nærheten av en stor, eller Charon i nærheten av Pluto - enn å holde en gjenstand i bane i nærheten av en masse som selv går i bane rundt en annen masse. Dette er en viktig faktor, og vi tenker ikke så mye på det. Men la oss se på det et øyeblikk fra perspektivet til våre nærmeste til Solen, den måneløse planeten Merkur.
Kvikksølv kretser relativt raskt rundt solen vår, og derfor er tyngdekraften og tidevannskreftene som virker på den veldig store. Hvis noe annet dreide seg om Merkur, ville det være mange flere faktorer.
1. "Vind" fra solen (en strøm av utgående partikler) ville krasje inn i Merkur og en gjenstand i nærheten av den og slå dem ut av bane.
2. Varmen, som solen skjenker på overflaten av kvikksølv, kan føre til utvidelse av atmosfæren til kvikksølv. Til tross for at kvikksølv er luftløs, blir partikler på overflaten oppvarmet og kastet ut i verdensrommet, og skaper en svak atmosfære.
3. Til slutt er det en tredje masse som vil føre til den endelige tidevannsblokkeringen: ikke bare mellom lav masse og kvikksølv, men også mellom kvikksølv og sola.
Derfor er det to ekstreme steder for enhver Mercury-måne.
Hver planet som går i bane rundt en stjerne, vil være mest stabil når tidevannet er låst med den: når dens bane- og rotasjonsperioder sammenfaller. Hvis du legger til en annen gjenstand til bane til planeten, vil dens mest stabile bane låses gjensidig tidløst med planeten og stjernen i nærheten av L2
Hvis satellitten er for nær Mercury av flere årsaker:
- roterer ikke raskt nok for avstanden;
- Kvikksølv roterer ikke raskt nok til å være tidevannslåst med solen;
- utsatt for retardasjon av solvind
- vil bli utsatt for betydelig friksjon fra Mercury-atmosfæren, - den vil til slutt falle til overflaten av Merkur.
Når en gjenstand kolliderer med en planet, kan den løfte rusk og føre til at måner i nærheten dannes. Slik syntes Jordens måne og satellittene til Mars og Pluto også dukket opp.
Motsatt risikerer det å bli kastet ut fra Merkurius bane hvis satellitten er for langt borte og andre hensyn gjelder:
- satellitten roterer for fort for sin avstand;
- Kvikksølv snurrer for fort til å være ordentlig låst med solen;
- Solvinden gir ekstra hastighet til satellitten;
- forstyrrelser fra andre planeter skyver satellitten ut;
- oppvarmingen av solen gir mer kinetisk energi til en definitivt liten satellitt.
Når det er sagt, husk at mange planeter har sine egne måner. Selv om et tre-kroppssystem aldri vil være stabilt, med mindre du justerer konfigurasjonen til ideelle kriterier, vil vi være stabile i milliarder av år under de rette forhold. Her er noen forhold som vil gjøre oppgaven enklere:
1. Ta en planet / asteroide slik at hoveddelen av systemet fjernes betydelig fra solen, slik at solvinden, lysglimt og tidevannskreftene til solen er ubetydelig.
2. Slik at satellitten til denne planeten / asteroiden er nær nok til hovedlegemet slik at den ikke dingler tungt på tyngdekraften og ikke ved et uhell blir skjøvet ut under andre gravitasjonsmessige eller mekaniske interaksjoner.
3. At satellitten til denne planeten / asteroiden var langt nok unna hovedlegemet slik at tidevannskrefter, friksjon eller andre effekter ikke fører til tilnærming og sammenslåing med overkroppen.
Som du kanskje har gjettet, er det en "søt bullseye" der månen kan eksistere i nærheten av planeten: flere ganger utenfor planetens radius, men nær nok til at omløpsperioden ikke er for lang og fortsatt betydelig kortere enn planetens omkretsperiode i forhold til stjernen. Så hvis du tar alt dette sammen, hvor er satellittene til satellittene i solsystemet vårt?
Asteroider i hovedbeltet og trojanere i nærheten av Jupiter kan ha sine egne satellitter, men de ser ikke på seg selv som sådan.
Det nærmeste vi har er trojanske asteroider med egne satellitter. Men siden de ikke er "satellitter" til Jupiter, er dette ikke helt passende. Hva da?
Det korte svaret: det er lite sannsynlig at vi finner noe sånt, men det er håp. Gassgigantverdener er relativt stabile og langt nok fra solen. De har mange satellitter, hvorav mange er tidsriktig låst med sin foreldreverden. De største månene vil være de beste kandidatene for satellitter. De burde være:
- så massiv som mulig;
- relativt fjernet fra foreldrekroppen for å minimere risikoen for kollisjon;
- ikke for langt unna for ikke å bli skjøvet ut;
- og - dette er nytt - godt skilt fra andre måner, ringer eller satellitter som kan forstyrre systemet.
Hvilke måner i solsystemet vårt er best egnet til å skaffe seg egne satellitter?
- Jupiters måne Callisto: den ytterste av alle Jupiters store måner. Callisto, som ligger 1 883 000 kilometer unna, har også en radius på 2.410 kilometer. Den reiser rundt Jupiter på 16,7 dager og har en betydelig rømningshastighet på 2,44 km / s.
- Jupiters måne Ganymedes: den største månen i solsystemet (2634 km radius). Ganymede er veldig langt fra Jupiter (1 070 000 kilometer), men ikke nok. Den har den høyeste rømningshastigheten for noen satellitter i solsystemet (2,74 km / s), men det tett befolkede systemet til den gigantiske planeten gjør det ekstremt vanskelig for Jupiters satellitter å skaffe seg satellitter.
- Saturns måne Iapetus: ikke veldig stor (734 kilometer i radius), men ganske fjernt fra Saturn - på 3.561.000 kilometer i en gjennomsnittlig avstand. Det er godt skilt fra ringene til Saturn og fra andre store måner på planeten. Det eneste problemet er dens lille masse og størrelse: rømningshastigheten er bare 573 meter per sekund.
- Uranus satellitt Titania: Med en radius på 788 kilometer er Uranus største satellitt 436.000 kilometer fra Uranus og fullfører bane på 8,7 dager.
- Uranus 'satellitt Oberon: den nest største (761 kilometer), men den fjerneste (584 000 kilometer) store månen fullfører bane rundt Uranus på 13,5 dager. Oberon og Titania er imidlertid farlig nær hverandre, så det er lite sannsynlig at "månens måne" vil vises mellom dem.
- Neptuns satellitt Triton: denne fangede Kuiper-belteobjektet er enormt (1355 km i radius), langt fra Neptune (355 000 km) og massivt; objektet må bevege seg med en hastighet på mer enn 1,4 km / s for å forlate Tritons tiltrekningsfelt. Kanskje er dette vår beste kandidat for retten til å eie din egen satellitt.
- Triton, Neptuns største måne og et fanget Kuiper-belteobjekt, er kanskje det beste alternativet på en måne med sin egen måne. Men Voyager 2 så ingenting.
Med alt dette, så vidt vi vet, er det ingen satellitter i solsystemet vårt med egne satellitter. Kanskje tar vi feil og finner dem helt til enden av Kuiper-beltet eller til og med i Oort-skyen, der gjenstander er en krone et dusin.
Teorien sier at slike objekter kan eksistere. Dette er mulig, men det krever veldig spesifikke forhold. Når det gjelder observasjonene våre, har slike ennå ikke dukket opp i solsystemet vårt. Men hvem vet: universet er fullt av overraskelser. Og jo bedre søkefunksjonene våre blir, jo flere overraskelser vil vi finne. Ingen vil bli overrasket om den neste store oppdraget til Jupiter (eller andre gassgiganter) finner en satellitt i nærheten av en satellitt. Tiden vil vise.
ILYA KHEL
