În sistemul solar există un soare - în centru - multe planete, asteroizi, obiecte de centură Kuiper și sateliți, sunt și luni. Deși majoritatea planetelor au sateliți, iar unele obiecte de centură Kuiper și chiar asteroizi au și propriii lor sateliți, nu există niciun „cunoscut” satelit dintre aceștia. Fie că suntem în afara norocului, fie regulile fundamentale și extrem de importante ale astrofizicii complică formarea și existența lor.
Când tot ce trebuie să ții cont este un obiect masiv în spațiu, lucrurile par destul de simple. Gravitatea va fi singura forță de lucru și puteți plasa orice obiect într-o orbită eliptică sau circulară stabilă în jurul lui. În acest scenariu, se pare, el va fi în poziția sa pentru totdeauna. Dar alți factori intră în joc aici:
- obiectul poate avea un fel de atmosferă sau un „halo” difuz de particule din jur;
- obiectul nu va fi în mod necesar staționar, ci se va roti - probabil rapid - în jurul unei axe;
- acest obiect nu va fi neapărat izolat așa cum credeți inițial.
Forțele de maree care acționează pe luna lui Saturn Enceladus sunt suficiente pentru a-și scoate crusta de gheață și a încălzi intestinele, astfel încât oceanul de sub suprafață erupe sute de kilometri în spațiu
Primul factor, atmosfera, are sens doar ca ultimă soluție. De obicei, un obiect care orbitează într-o lume masivă și solidă, fără atmosferă, va trebui doar să evite suprafața obiectului și se va lipi la nesfârșit. Dar dacă atmosfera, chiar incredibil de difuză, este mărită, orice corp din orbită va trebui să se ocupe de atomii și particulele care înconjoară masa centrală.
Chiar dacă, de obicei, credem că atmosfera noastră are un „sfârșit” și că spațiul începe la o anumită altitudine, realitatea este că atmosfera se usucă pe măsură ce mergeți din ce în ce mai sus. Atmosfera Pământului se întinde pe multe sute de kilometri; chiar Stația Spațială Internațională va ieși de pe orbită și va arde dacă nu o îndemnăm constant. Conform standardelor sistemului solar, un corp în orbită trebuie să fie la o anumită distanță de orice masă pentru a rămâne „în siguranță”.
Video promotional:
Indiferent dacă este vorba despre un satelit artificial sau unul natural, nu contează cu adevărat; dacă este pe orbita unei lumi cu o atmosferă substanțială, aceasta va dezorbita și va cădea pe cea mai apropiată lume. Toți sateliții de pe orbita Pământului joasă vor face acest lucru, la fel ca și Phobos-ul satelit al lui Marte
În plus, obiectul se poate roti. Acest lucru se aplică atât unei mase mari, cât și unei mai mici, care se rotește în jurul primei. Există un punct „stabil” în care ambele mase sunt blocate în mod corect (adică întotdeauna orientate una pe cealaltă pe o parte), dar orice altă configurație va crea un „cuplu”. Această răsucire va spira fie ambele mase spre interior (dacă rotația este lentă), fie spre exterior (dacă rotația este rapidă). Pe alte lumi, majoritatea sateliților nu se nasc în condiții ideale. Însă mai există un factor pe care trebuie să-l luăm în considerare înainte de a ne scufunda în fața problemei „satelitului de sateliți”.
Modelul Pluto - Charon arată două mase principale care se învârt în jurul celeilalte. Un flyby al „Noilor Orizonturi” a arătat că Pluton sau Charon nu au sateliți interni în raport cu orbitele lor reciproce
Faptul că obiectul nu este izolat este de mare importanță. Este mult mai ușor să păstrezi un obiect pe orbită lângă o singură masă - ca o lună lângă o planetă, un asteroid mic lângă unul mare sau Charon în apropiere de Pluton - decât să păstrezi un obiect pe orbită lângă o masă care în sine orbitează o altă masă. Acesta este un factor important și nu ne gândim prea mult la asta. Dar să ne uităm la ea o secundă din perspectiva celui mai apropiat de Soare, planeta fără lună, Mercur.
Mercurul se învârte în jurul Soarelui nostru relativ repede și, prin urmare, forțele gravitaționale și ale mareei care acționează asupra acestuia sunt foarte mari. Dacă altceva s-ar roti în jurul lui Mercur, ar exista mult mai mulți factori suplimentari.
1. „Vântul” de la Soare (un flux de particule de ieșire) s-ar prăbuși în Mercur și un obiect în apropierea lui, aruncându-le de pe orbită.
2. Căldura, pe care Soarele o dă pe suprafața lui Mercur, poate duce la extinderea atmosferei Mercur. În ciuda faptului că Mercur este fără aer, particulele de pe suprafață se încălzesc și sunt aruncate în spațiu, creând o atmosferă slabă.
3. În sfârșit, există o a treia masă care dorește să conducă la blocajul mareei finale: nu numai între masa mică și Mercur, ci și între Mercur și Soare.
Prin urmare, pentru orice lună de Mercur, există două locații extreme.
Fiecare planetă care orbitează o stea va fi cea mai stabilă atunci când marea este blocată cu ea: când perioadele sale orbitale și de rotație coincid. Dacă adăugați un alt obiect pe orbita planetei, orbita cea mai stabilă va fi blocată reciproc cu planeta și steaua în apropierea L2
Dacă satelitul este prea aproape de Mercur din mai multe motive:
- nu se rotește suficient de repede pentru distanța sa;
- Mercurul nu se rotește suficient de repede pentru a fi blocat cu Soarele;
- sensibil la decelerarea vântului solar;
- va fi supus unei fricțiuni semnificative din atmosfera Mercur, - va cădea în cele din urmă la suprafața Mercur.
Când un obiect se ciocnește cu o planetă, acesta poate ridica resturile și poate determina formarea lunilor din apropiere. Așa a apărut Luna Pământului și au apărut și sateliții lui Marte și Pluton.
În schimb, riscă să fie ejectat de pe orbita lui Mercur dacă satelitul este prea departe și se aplică alte considerente:
- satelitul se rotește prea repede pentru distanța sa;
- Mercur se învârte prea repede pentru a fi blocat în mod corect cu Soarele;
- vântul solar oferă o viteză suplimentară satelitului;
- interferența altor planete împinge satelitul;
- încălzirea Soarelui dă energie cinetică suplimentară unui satelit cu siguranță mic.
Acestea fiind spuse, țineți cont de faptul că multe planete au lunile proprii. Deși un sistem cu trei corpuri nu va fi niciodată stabil, cu excepția cazului în care ajustați configurația acestuia la criterii ideale, vom fi stabili timp de miliarde de ani în condiții corecte. Iată câteva condiții care vor facilita sarcina:
1. Luați o planetă / asteroid astfel încât cea mai mare parte a sistemului să fie înlăturată în mod semnificativ de la Soare, astfel încât vântul solar, luminile de lumină și forțele de maree ale Soarelui să fie nesemnificative.
2. Astfel încât satelitul acestei planete / asteroizi să fie suficient de aproape de corpul principal, astfel încât să nu încalce gravitațional și să nu fie împins accidental în timpul altor interacțiuni gravitaționale sau mecanice.
3. Că satelitul acestei planete / asteroizi era destul de departe de corpul principal, astfel încât forțele de maree, frecarea sau alte efecte să nu conducă la apropiere și fuziune cu corpul părinte.
Așa cum ați putut ghici, există un „bule dulce” în care luna poate exista în apropierea planetei: de câteva ori dincolo de raza planetei, dar suficient de aproape încât perioada orbitală să nu fie prea lungă și încă semnificativ mai scurtă decât perioada orbitală a planetei în raport cu steaua. Deci, dacă iei toate acestea împreună, unde sunt sateliții sateliților din sistemul nostru solar?
Asteroizii din centura principală și troienii de lângă Jupiter pot avea propriii lor sateliți, dar ei înșiși nu se consideră ca atare.
Cei mai apropiați dintre noi sunt asteroizii troieni cu propriii lor sateliți. Dar, întrucât nu sunt „sateliți” ai lui Jupiter, acest lucru nu este în totalitate adecvat. Ce atunci?
Răspunsul scurt: este puțin probabil să găsim așa ceva, dar există speranță. Lumile gigantului gazelor sunt relativ stabile și destul de departe de Soare. Au mulți sateliți, mulți dintre ei fiind blocați în mod corect cu lumea părintească. Cele mai mari luni vor fi cei mai buni candidați pentru sateliți. Ar trebui să fie:
- cât se poate de masiv;
- îndepărtat relativ din corpul părinte pentru a reduce riscul de coliziune;
- nu prea departe pentru a nu fi împins;
- și - acesta este nou - bine separat de alte luni, inele sau sateliți care ar putea perturba sistemul.
Ce lună în sistemul nostru solar sunt cele mai potrivite pentru a-și achiziționa propriii sateliți?
- Callisto luna lui Jupiter: cea mai exterioară a tuturor lunilor mari ale lui Jupiter. Callisto, care se află la 1.883.000 de kilometri, are și o rază de 2.410 kilometri. Călătorește în jurul lui Jupiter în 16,7 zile și are o viteză de evadare semnificativă de 2,44 km / s.
- Luna lui Jupiter Ganymede: cea mai mare lună din sistemul solar (raza de 2634 km). Ganymede este foarte departe de Jupiter (1.070.000 de kilometri), dar nu suficient. Are cea mai mare viteză de evacuare a oricărui satelit din sistemul solar (2,74 km / s), însă sistemul dens populat al planetei gigant face extrem de dificil pentru sateliții lui Jupiter să achiziționeze sateliți.
- Iapetus luna lui Saturn: nu foarte mare (734 kilometri în rază), dar destul de îndepărtată de Saturn - la 3.561.000 de kilometri la o distanță medie. Este bine separat de inelele lui Saturn și de alte luni mari ale planetei. Singura problemă este masa și dimensiunile sale mici: viteza de evacuare este de doar 573 metri pe secundă.
- Satelitul Uranus Titania: Cu o rază de 788 de kilometri, cel mai mare satelit al lui Uranus se află la 436.000 de kilometri de Uranus și își completează orbita în 8,7 zile.
- Oberon satelit Uranus: a doua cea mai mare (761 kilometri), dar cea mai îndepărtată (584.000 de kilometri) lună mare își completează orbita în jurul Uranus în 13.5 zile. Oberon și Titania, însă, sunt periculos unul de celălalt, astfel încât „luna lunii” este puțin probabil să apară între ele.
- Satelitul Neptun Triton: acest obiect al centurii Kuiper capturat este imens (1355 km în rază), departe de Neptun (355.000 km) și masiv; obiectul trebuie să se miște cu o viteză mai mare de 1,4 km / s pentru a părăsi câmpul de atracție al lui Triton. Poate acesta este cel mai bun candidat pentru dreptul de a deține propriul satelit.
Triton, cea mai mare lună a lui Neptun și un obiect al centurii Kuiper capturat, ar putea fi cel mai bun pariu pentru o lună cu propria sa lună. Dar Voyager 2 nu a văzut nimic.
Cu toate acestea, din câte știm, nu există sateliți în sistemul nostru solar cu propriii lor sateliți. Poate că ne înșelăm și îi găsim la capătul îndepărtat al centurii Kuiper, sau chiar în norul Oort, unde obiectele sunt un zec de duzină.
Teoria spune că astfel de obiecte pot exista. Acest lucru este posibil, dar necesită condiții foarte specifice. În ceea ce privește observațiile noastre, acestea nu au apărut încă în sistemul nostru solar. Dar cine știe: universul este plin de surprize. Și cu cât capacitățile noastre de căutare devin mai bune, cu atât vom găsi mai multe surprize. Nimeni nu va fi surprins dacă următoarea mare misiune în Jupiter (sau alți giganți pe gaz) va găsi un satelit lângă un satelit. Timpul va spune.
ILYA KHEL
