Ve sluneční soustavě je slunce - ve středu - mnoho planet, asteroidů, Kuiperových pásových objektů a satelitů, jsou to také měsíce. Ačkoli většina planet má satelity a některé objekty Kuiperova pásu a dokonce i asteroidy mají také své vlastní satelity, mezi nimi nejsou známé „satelitní satelity“. Buď máme štěstí, nebo základní a nesmírně důležitá pravidla astrofyziky komplikují jejich vznik a existenci.
Když je vše, co potřebujete mít na paměti, jeden masivní objekt ve vesmíru, věci se zdají docela jednoduché. Gravitace bude jedinou pracovní silou a kolem ní můžete umístit jakýkoli objekt na stabilní eliptickou nebo kruhovou oběžnou dráhu. Podle tohoto scénáře se zdá, že bude ve své pozici navždy. Zde však přicházejí do hry další faktory:
- předmět může mít nějakou atmosféru nebo rozptýlený „halo“částic;
- objekt nemusí být nutně stacionární, ale bude rotovat - pravděpodobně rychle - kolem osy;
- tento objekt nemusí být nutně izolován, jak jste si původně mysleli.
Přílivové síly působící na Saturnův měsíc Enceladus jsou dostačující k tomu, aby vytáhly svou ledovou kůru a zahřívaly střeva, takže podpovrchový oceán propukne stovky kilometrů do vesmíru
První faktor, atmosféra, má smysl pouze jako poslední možnost. Objekt, který obíhá kolem masivního a pevného světa bez atmosféry, se obvykle jen musí vyhnout povrchu objektu a bude se držet donekonečna. Pokud se však atmosféra, i když neuvěřitelně rozptýlená, zvětšuje, bude se muset každé tělo na oběžné dráze vypořádat s atomy a částicemi obklopujícími centrální hmotu.
I když si obvykle myslíme, že naše atmosféra má „konec“a že prostor začíná v určité nadmořské výšce, realita je taková, že atmosféra prostě vysychá, když jdete výš a výš. Atmosféra Země sahá po mnoho stovek kilometrů; dokonce i Mezinárodní kosmická stanice vyjde z oběžné dráhy a vypálí, pokud na ni nebudeme neustále naléhat. Podle standardů sluneční soustavy musí být tělo na oběžné dráze v určité vzdálenosti od jakékoli hmoty, aby zůstalo „bezpečné“.
Propagační video:
Ať už je to umělý satelit nebo přirozený, na tom opravdu nezáleží; pokud obíhá kolem světa s podstatnou atmosférou, bude obíhat a dopadnout na nejbližší svět. Všechny satelity na nízké oběžné dráze Země tak učiní, stejně jako satelity Marsu 'Phobos
Kromě toho se objekt může otáčet. To platí pro velkou i menší hmotu, která se otáčí kolem první. Existuje „stabilní“bod, ve kterém jsou obě hmoty přílivově uzamčeny (tj. Vždy na jedné straně proti sobě), ale jakákoli jiná konfigurace vytvoří „točivý moment“. Toto zkroucení buď spiráloví obě hmoty dovnitř (pokud je rotace pomalá), nebo ven (pokud je rotace rychlá). Na jiných světech se většina satelitů nenarodí v ideálních podmínkách. Ale je tu ještě jeden faktor, který musíme zvážit, než se potápíme do problému „satelitu satelitů“.
Model Pluto - Charon ukazuje dvě hlavní hmoty, které se točí kolem sebe. Přelet „nových horizontů“ukázal, že Pluto nebo Charon nemají žádné vnitřní satelity vzhledem k jejich vzájemným oběžným drahám.
Skutečnost, že objekt není izolovaný, má velký význam. Je mnohem snazší udržet předmět na oběžné dráze poblíž jediné hmoty - jako je měsíc poblíž planety, malý asteroid poblíž velké planety nebo Charon poblíž Pluta - než udržet objekt na oběžné dráze poblíž hmoty, která sama obíhá jinou hmotou. To je důležitý faktor a my o tom moc nepřemýšlíme. Ale podívejme se na to na chvíli z pohledu našeho nejblíže ke Slunci, planety Měsíce bez Měsíce.
Merkur se točí kolem našeho Slunce relativně rychle, a proto na něj působí gravitační a přílivové síly, které jsou velmi velké. Pokud by se kolem Merkuru točilo něco jiného, bylo by zde mnoho dalších faktorů.
1. „Vítr“od Slunce (proud odcházejících částic) by narazil do Merkuru a předmětu v jeho blízkosti a vyrazil je z oběžné dráhy.
2. Teplo, které slunce uděluje na povrchu rtuti, může vést k rozšíření atmosféry rtuti. I přes to, že Merkur je bez vzduchu, se částice na povrchu zahřívají a jsou hozeny do vesmíru, což vytváří slabou atmosféru.
3. Nakonec existuje třetí hmota, která chce vést k poslednímu přílivovému zablokování: nejen mezi nízkou hmotností a Merkurem, ale také mezi Merkurem a Sluncem.
Proto pro každý měsíc Merkuru existují dvě extrémní místa.
Každá planeta, která obíhá kolem hvězdy, bude nejstabilnější, bude-li s ní přílivově uzamčena: když se její oběžné a rotační období shodují. Pokud na planetu přidáte další objekt, bude její nejstabilnější orbita vůči planetě a hvězdě blízko L2 vzájemně uzamčena.
Pokud je satelit příliš blízko Merkuru z několika důvodů:
- neotáčí se dostatečně rychle na svou vzdálenost;
- Rtuť se neotáčí dostatečně rychle, aby byla přílivově uzamčena Sluncem;
- náchylné k zpomalení slunečního větru;
- budou vystaveny výraznému tření z atmosféry rtuti, - nakonec spadne na povrch Merkuru.
Když se předmět srazí s planetou, může zvednout trosky a způsobit vytvoření blízkých měsíců. Takto se objevil Zemský Měsíc a objevily se také satelity Marsu a Pluto.
Naopak, může být vypuštěno z orbity Merkuru, pokud je satelit příliš daleko a existují další úvahy:
- satelit se otáčí příliš rychle na svou vzdálenost;
- Rtuť se točí příliš rychle na to, aby mohla být uzamčena Sluncem;
- sluneční vítr dává satelitu další rychlost;
- interference z jiných planet vytlačí satelit;
- ohřev Slunce dává další malé kinetické energii určitě malému satelitu.
S tím řekl, mějte na paměti, že mnoho planet má své vlastní měsíce. Přestože systém se třemi těly nikdy nebude stabilní, pokud neupravíte jeho konfiguraci podle ideálních kritérií, budeme stabilní za miliardy let za správných podmínek. Zde jsou některé podmínky, které vám usnadní práci:
1. Vezměte planetu / asteroid tak, aby se hlavní hmota systému podstatně odstranila ze Slunce, takže sluneční vítr, záblesky světla a přílivové síly Slunce jsou zanedbatelné.
2. Aby byl satelit této planety / asteroidu dostatečně blízko k hlavnímu tělu, aby se neohýbal těžce gravitačním způsobem a nebyl náhodně vytlačen během jiných gravitačních nebo mechanických interakcí.
3. Že satelit této planety / asteroidu byl dostatečně daleko od hlavního těla, takže přílivové síly, tření nebo jiné účinky nevedou k přiblížení a sloučení s mateřským tělem.
Jak jste možná uhodli, existuje „sladká bullseye“, ve které může měsíc existovat poblíž planety: několikrát za poloměrem planety, ale dostatečně blízko, aby orbitální období nebylo příliš dlouhé a ještě podstatně kratší než orbitální období planety vzhledem ke hvězdě. Pokud tedy vezmete toto všechno dohromady, kde jsou satelity satelitů v naší sluneční soustavě?
Asteroidy v hlavním pásu a trojské koně poblíž Jupiteru mohou mít své vlastní satelity, ale samy o sobě se za takové nepovažují.
Nejblíže máme trojské asteroidy s vlastními satelity. Ale protože to nejsou „satelity“Jupiteru, není to úplně vhodné. Co pak?
Krátká odpověď: Je nepravděpodobné, že bychom něco takového našli, ale existuje naděje. Plynné obří světy jsou relativně stabilní a dost daleko od Slunce. Mají mnoho satelitů, z nichž mnohé jsou uzamčeny svým mateřským světem. Největší měsíce budou nejlepšími kandidáty na satelity. Měly by být:
- pokud možno masivní;
- relativně odstraněn z mateřského těla, aby se minimalizovalo riziko kolize;
- ne příliš daleko, aby nebyly vytlačeny;
- a - to je nové - dobře oddělené od jiných měsíců, prstenů nebo satelitů, které by mohly systém narušit.
Které měsíce v naší sluneční soustavě jsou nejvhodnější pro získání jejich vlastních satelitů?
- Jupiterův měsíc Callisto: nejvzdálenější ze všech velkých Jupiterových měsíců. Callisto, které je vzdálené 1 883 000 kilometrů, má také poloměr 2 400 km. Za 16,7 dní se pohybuje kolem Jupiteru a má významnou únikovou rychlost 2,44 km / s.
- Jupiterův měsíc Ganymede: největší měsíc ve sluneční soustavě (poloměr 2634 km). Ganymede je velmi daleko od Jupiteru (1 070 000 km), ale nestačí. Má nejrychlejší únikovou rychlost ze všech satelitů ve sluneční soustavě (2,74 km / s), ale hustě obydlený systém obří planety způsobuje, že družice Jupiteru mohou satelity velmi obtížně získat.
- Saturnův měsíc Iapetus: ne příliš velký (poloměr 734 kilometrů), ale docela daleko od Saturn - na 3 561 000 km v průměrné vzdálenosti. Je dobře oddělen od prstenců Saturn a od dalších velkých měsíců planety. Jediným problémem je jeho malá hmotnost a velikost: úniková rychlost je pouze 573 metrů za sekundu.
- Uranův satelit Titania: S poloměrem 788 kilometrů je největší satelit Uranu ve vzdálenosti 436 000 km od Uranu a dokončuje svoji oběžnou dráhu za 8,7 dní.
- Uranův satelit Oberon: druhý největší (761 km), ale nejvzdálenější (584 000 km) velký měsíc dokončuje svou oběžnou dráhu kolem Uranu za 13,5 dne. Oberon a Titania jsou však nebezpečně blízko sebe, takže je nepravděpodobné, že se mezi nimi objeví „Měsíc měsíce“.
- Neptunův satelit Triton: tento zachycený objekt Kuiperova pásu je obrovský (1355 km v okruhu), daleko od Neptunu (355 000 km) a masivní; Aby bylo možné opustit Tritonovo pole přitažlivosti, musí se objekt pohybovat rychlostí vyšší než 1,4 km / s. Možná je to náš nejlepší kandidát na právo vlastnit svůj vlastní satelit.
Triton, největší Neptunův měsíc a zachycený objekt Kuiperova pásu, by mohla být naše nejlepší sázka na měsíc s vlastním měsícem. Ale Voyager 2 nic neviděl.
Pokud víme, v naší sluneční soustavě nejsou žádné satelity s vlastními satelity. Možná se mýlíme a najdeme je na opačném konci Kuiperova pásu nebo dokonce v Oortově oblaku, kde jsou objekty desetník desetník.
Teorie říká, že takové objekty mohou existovat. To je možné, ale vyžaduje to velmi specifické podmínky. Pokud jde o naše pozorování, taková se ještě v naší sluneční soustavě neobjevila. Ale kdo ví: vesmír je plný překvapení. A čím lépe se naše vyhledávací schopnosti stanou, tím více překvapení najdeme. Nikdo nebude překvapen, pokud další velká mise v Jupiteru (nebo jiných plynových gigantech) najde satelit poblíž satelitu. Čas ukáže.
ILYA KHEL