ดวงจันทร์มีดวงจันทร์หรือไม่?

เราได้ค้นพบดาวเทียมธรรมชาติของดาวเทียมธรรมชาติของดาวเคราะห์หรือดาวเคราะห์แคระหรือไม่? แม้แต่ขนาดเล็กมากหรือค่อนข้างสั้นเช่นก้อนหินเล็ก ๆ รอบดวงจันทร์ของดาวเสาร์อุกกาบาตบางดวงที่โคจรรอบดวงจันทร์ของดาวพฤหัสหรืออะไรบางอย่างที่จะโคจรรอบชารอน? หรือ Star-Planets-Moons เป็นระดับการวนซ้ำตามธรรมชาติที่ลึกที่สุด

ฉันไม่คิดว่ามีอะไรในระบบพลังงานแสงอาทิตย์ เราจะมีประมาณ 250 ดาวเคราะห์น้อยที่มีดวงจันทร์ ดูเหมือนจะเป็นข้อยกเว้นของแหวนของนกกระจอกเทศเท่านั้น

แก้ไข:เดิมทีฉันพูดว่า "ดวงจันทร์ที่มีดวงจันทร์จะเป็นระบบที่ไม่เสถียรเนื่องจากอิทธิพลของแรงดึงดูดของโลก" @ Florian ไม่เห็นด้วยกับสิ่งนี้ อย่างไรก็ตามคำตอบนั้นซับซ้อนกว่าทรงกลมเพียงอย่างเดียว

ในการประมาณแรกทรงกลมฮิลล์ให้รัศมีซึ่งวงโคจรรอบดวงจันทร์อาจมีเสถียรภาพ รัศมีของดวงจันทร์ของเราอยู่ที่ 64,000 กม.

สำหรับดวงจันทร์ของเราเรารู้ว่าวงโคจรที่ต่ำที่สุดนั้นไม่เสถียรเนื่องจากมาสค็อต : ความเข้มข้นของมวลต่ำกว่าพื้นผิวซึ่งทำให้สนามแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ไม่สม่ำเสมออย่างเห็นได้ชัด มีเพียงสี่ความโน้มเอียงที่วัตถุที่โคจรรอบดวงจันทร์หลีกเลี่ยงมาสคอตทั้งหมดและจะมีเสถียรภาพ: 27º, 50º, 76ºและ86º

การโคจรที่สูงเหนือดวงจันทร์นั้นไม่ปลอดภัยเช่นกัน: เหนือ 1200 กม. และความโน้มเอียงที่มากกว่า39.6ºแรงโน้มถ่วงของโลกรบกวนวงโคจรของดาวเทียม โปรดทราบว่าวงโคจรเหล่านี้อยู่อย่างสะดวกสบายภายในทรงกลมของ Moon's Hill

มีวงโคจรที่เสถียรที่ความเอียงสูงและความเยื้องศูนย์กลาง:

สำหรับดวงจันทร์อื่น ๆ ในระบบสุริยะส่วนใหญ่มีขนาดเล็กและโคจรรอบดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ดังนั้นทรงกลมฮิลล์ของพวกมันจึงเล็ก

ดวงจันทร์ต่ำกว่าขีด จำกัด ที่แรงโน้มถ่วงของพวกเขาแข็งแกร่งพอที่จะทำให้พวกมันเป็นทรงกลมจะมีปัญหากับสนามแรงโน้มถ่วงที่ไม่สม่ำเสมอ อาจมี Mascons อยู่ด้วย

มีคำตอบก่อนหน้านี้ที่อ้างว่า "ดวงจันทร์กับดวงจันทร์จะเป็นระบบที่ไม่เสถียร" มันไม่ถูกต้อง

สังหรณ์ใจ: แน่นอนว่าดาวเทียมสามารถมีดาวเทียมที่มีวงโคจรที่มั่นคงในระยะยาว คิดว่าโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์และดวงจันทร์โคจรรอบโลก วงโคจรของดวงจันทร์ (ดาวเทียมของดาวเทียม) มีความเสถียรในระยะยาว

อย่างจริงจังมากขึ้น:

วงโคจรของดาวเทียมของดาวเทียมจะมีเสถียรภาพหากมันลึกพอในทรงกลมฮิลล์ภายในบริเวณที่เรียกว่าเสถียรภาพที่แท้จริง ขีด จำกัด นั้นค่อนข้างคลุมเครือ แต่โดยทั่วไปแล้วขอบเขตความมั่นคงที่แท้จริงนั้นจะอยู่ที่ทรงกลม 1/3 ของ 1/2 ของทรงกลมที่ต่ำกว่า

ถ้าคุณดูศักยภาพแรงโน้มถ่วงทรงกลมฮิลล์เป็นพื้นที่ที่รูปทรงกลมกลายเป็นวงกลม วงโคจรมีความมั่นคงในระยะยาว:

บรรทัดล่างคือ: ดวงจันทร์สามารถมีดวงจันทร์ของตัวเองถ้ามันมีขนาดใหญ่พอและห่างไกลจากโลกและถ้าดวงจันทร์ที่สองอยู่ใกล้พอถึงดวงจันทร์หลัก

วิธีหนึ่งในการคำนวณฮิลล์สเฟียร์นั้นมอบไว้ในหน้าวิกิที่ลิงก์ไว้ด้านบน สามารถหาคณิตศาสตร์เพิ่มเติมได้ที่นี่:

http://www.jgiesen.de/astro/stars/roche.htm

บทความพิเศษบางประการเกี่ยวกับปัญหาเรื่องความเสถียรในระยะยาวของวงโคจรดาวเทียม:

http://mnras.oxfordjournals.org/content/391/2/675.full

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/001910359190039V

http://mnras.oxfordjournals.org/content/373/3/1227.full

มันเป็นไปได้ในทางทฤษฎีสำหรับดวงจันทร์ของดวงจันทร์ธรรมชาติที่มีอยู่ในวงโคจรที่เสถียร มีเอกสารปี 2018ที่สำรวจหัวข้อนี้ การคำนวณของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าดวงจันทร์หลายดวงในระบบสุริยจักรวาลมีความสามารถในทางทฤษฎีในการจัดการกับดวงจันทร์ของดวงจันทร์ที่มีอายุยาวนานรวมถึงไททันของดาวเสาร์และ Iapetus, Callisto ของดาวพฤหัสบดีและดวงจันทร์ของโลก อย่างไรก็ตามในขณะนี้ยังไม่ได้สังเกตดวงจันทร์ใด ๆ (บังเอิญมีรายการของคำที่เสนอสำหรับดวงจันทร์ของดวงจันทร์ซึ่งเป็นที่นิยมมากที่สุดซึ่งดูเหมือนจะเป็น "submoon" และ "moonmoon")

บทความนี้มีบทสรุปที่ดีของบทความ

เป็นความจริงที่ว่าทรงกลมฮิลล์นั้นเป็นการประมาณและการรบกวนจากวัตถุความโน้มถ่วงและการแผ่รังสีอื่น ๆ อาจทำให้วงโคจรไม่เสถียรแม้อยู่ในทรงกลมฮิลล์ของร่างกาย อย่างไรก็ตามมันเป็นการประมาณการที่ดีว่าถ้าวงโคจรอยู่ภายในรัศมีครึ่งหนึ่งของทรงกลมของฮิลล์วงโคจรนั้นจะคงที่ตามคำสั่งของพันล้านปี

กระดาษมีกราฟแสดงให้เห็นว่ามีดวงจันทร์อยู่สองสามดวงในระบบสุริยะซึ่งสามารถมีขนาด 10 กม. ที่มีความเสถียรสำหรับอายุของระบบสุริยะอย่างน้อยภายใต้อิทธิพลของกระแสน้ำดาวเคราะห์ดวงจันทร์ - ดวงจันทร์ - ดวงจันทร์:

อย่างไรก็ตามผู้เขียนบันทึกย่อของกระดาษที่กราฟข้างต้นไม่ได้คำนึงถึงความไม่แน่นอนของการเคลื่อนที่เช่นการกระจายมวลที่ผิดปกติของดวงจันทร์, การก่อกวนดวงอาทิตย์ - โลก, การโต้ตอบระหว่างพลวัตของดวงจันทร์ในระบบหลายดวงจันทร์

แม้ว่าแนวเส้นศูนย์สูตรของ Iapetus อาจบอกใบ้ถึงการมีอยู่ของซับวูเฟอร์ในอดีต Levison และคณะ (2011)มหาเศรษฐีที่สันเขานี้มาจากการปะทะกันของซับูนที่ซึ่งซับวูดถูกผลักออกไปด้านนอกอย่างเป็นระเบียบและสายพานเศษเล็กเศษน้อยก็ถูกดันเข้าด้านในเพื่อสร้างสันเขา อีกทางเลือกหนึ่งคือDombard et al. (2012)มหาเศรษฐีที่เข็มขัดเกิดจากซับวูดเข้าด้านในและถูกฉีกเป็นชิ้น ๆ

อย่างไรก็ตามเรายังไม่ได้เห็นอะไรจริง ๆ เหตุผลหนึ่งอาจเป็นเพราะพวกเขามีขนาดเล็กเกินไปที่จะเห็น มันคงจะยากที่จะมองเห็นบางสิ่งที่มีความกว้าง 10 เมตรที่โคจรรอบดวงจันทร์

แม้ว่าความจริงที่ว่าเราไม่ได้เห็นสิ่งที่มีขนาดใหญ่กว่าที่เป็นไปได้ในทางทฤษฎีเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าอาจมีสาเหตุอื่นที่ทำให้พวกเขาไม่ธรรมดา

ตัวอย่างเช่นมันอาจเป็นเรื่องยากเกินไปที่พวกเขาจะก่อตัวขึ้นในตอนแรกในความสับสนวุ่นวายของก๊าซและฝุ่นที่โคจรรอบดาวฤกษ์ทารก กระแสน้ำยังทำให้วงโคจรของดวงจันทร์ขยายตัวเมื่อเวลาผ่านไปดังนั้นสิ่งที่สะดวกสบายในอสังหาริมทรัพย์ในขณะนี้ก็คงจะไม่เป็นพันล้านปีก่อน ตัวอย่างเช่นดวงจันทร์น่าจะก่อตัวขึ้นภายในรัศมีโลกหลายดวงจากดาวเคราะห์ของเราซึ่งน่าจะใกล้กับดาวเคราะห์มากเกินกว่าที่ดาวเคราะห์จะเคลื่อนที่ได้ และบางทีมันก็เป็นของหายากเกินไปและไม่น่าเป็นไปได้สำหรับดวงจันทร์ที่จะจับดาวเคราะห์น้อยและกลายเป็นดวงจันทร์