Aurinkokunnan järjestelmässä on aurinko - keskellä - monia planeettoja, asteroideja, Kuiper-vyöobjekteja ja satelliitteja, ne ovat myös kuut. Vaikka useimmissa planeetoissa on satelliitteja, ja joillakin Kuiper-vyöobjekteilla ja jopa asteroideilla on myös omat satelliittinsa, niiden joukossa ei tunneta "satelliittien satelliitteja". Joko meillä on onnea, tai astrofysiikan perustavat ja erittäin tärkeät säännöt vaikeuttavat niiden muodostumista ja olemassaoloa.
Kun kaikki mitä sinun pitää mielessä on yksi massiivinen esine avaruudessa, asiat vaikuttavat melko yksinkertaiselta. Painovoima on ainoa työvoima, ja voit sijoittaa minkä tahansa esineen vakaan ellipsi- tai pyöreän kiertoradan ympärille. Tämän skenaarion mukaan näyttää siltä, että hän on asemassaan ikuisesti. Mutta muut tekijät ovat tässä yhteydessä:
- esineellä voi olla jonkinlainen ilmapiiri tai hajanainen "halo" hiukkasia ympärillä;
- esine ei välttämättä ole paikallaan, vaan pyörii - todennäköisesti nopeasti - akselin ympäri;
- tätä objektia ei välttämättä eristetä kuten alun perin ajattelet.
Saturnuksen kuussa Enceladussa vaikuttavat vuoroveden voimat riittävät vetämään jääkuoreensa ja kuumentamaan suoliston, jotta merenpinnan alla oleva valtameri purkautuu satoja kilometrejä avaruuteen
Ensimmäinen tekijä, ilmapiiri, on järkevä vain viimeisenä keinona. Tyypillisesti esine, joka kiertää massiivista ja kiinteää maailmaa, jossa ei ole ilmapiiriä, tarvitsee vain välttää esineen pintaa ja se tarttuu määräämättömästi. Mutta jos ilmakehää, jopa uskomattoman hajanaista, lisätään, kaikkien kiertoradalla olevien esineiden on käsiteltävä keskimassaa ympäröiviä atomeja ja hiukkasia.
Vaikka yleensä ajattelemme, että ilmapiirillämme on "pää" ja että tila alkaa tietyltä korkeudelta, todellisuus on, että ilmapiiri vain kuivuu, kun siirryt yhä korkeammalle. Maapallon ilmapiiri ulottuu satojen kilometrien päähän; jopa kansainvälinen avaruusasema poistuu kiertoradalta ja palaa, jos emme vaadi sitä jatkuvasti. Aurinkokunnan standardien mukaan kiertoradalla olevan kehon on oltava tietyllä etäisyydellä massasta, jotta se pysyisi “turvallisena”.
Mainosvideo:
Onko se keinotekoinen tai luonnollinen satelliitti, sillä ei ole väliä; jos se kiertää maailmaa, jolla on huomattava ilmapiiri, se kiertää kiertoradallaan ja putoaa lähimpään maailmaan. Kaikki satelliitit, jotka ovat matalassa maapallon kiertoradalla, tekevät niin, kuten Marsin satelliitti Phobos
Lisäksi esine voi pyöriä. Tämä koskee sekä suurta massaa että pienempää, joka pyörii ensimmäisen ympäri. On "vakaa" kohta, jossa molemmat massat lukitaan vuoroveden suuntaan (ts. Aina vastakkain toiselle puolelle), mutta mikä tahansa muu kokoonpano luo "vääntömomentin". Tämä kiertyminen joko kiertää molemmat massat sisäänpäin (jos kierto on hidas) tai ulospäin (jos kierto on nopea). Muissa maailmoissa suurin osa satelliiteista ei ole syntynyt ihanteellisissa olosuhteissa. Mutta on vielä yksi tekijä, joka meidän on harkittava ennen sukellusta pään suuntaan "satelliittien satelliitin" ongelmaan.
Pluto - Charon-malli näyttää kaksi päämassaa, jotka pyörivät toistensa ympäri. "Uusien horisonttien" lentotappi osoitti, että Plutolla tai Charonilla ei ole sisäisiä satelliitteja suhteessa niiden keskinäiseen kiertoradaan
Sillä, että esinettä ei ole eristetty, on suuri merkitys. On paljon helpompaa pitää objekti kiertoradalla lähellä yhtä massaa - kuten kuu lähellä planeettaa, pieni asteroidi lähellä suurta tai Charon lähellä Plutoa - kuin pitää objekti kiertoradalla lähellä massaa, joka itse kiertää eri massaa. Tämä on tärkeä tekijä, emmekä ajattele sitä paljon. Mutta katsotaanpa sitä hetkeksi auringon lähinnä olevan, kuutottoman planeetan Merkuruksen näkökulmasta.
Elohopea pyörii aurinkomme ympärillä suhteellisen nopeasti, ja siksi siihen vaikuttavat painovoima- ja vuorovesivoimat ovat erittäin suuret. Jos jotain muuta pyörii elohopean ympärillä, olisi paljon enemmän tekijöitä.
1. Auringon "tuuli" (lähtevien hiukkasten virta) kaatuisi elohopeaan ja sen läheisyyteen olevaan esineeseen, lyöden heidät kiertoradalta.
2. Lämpö, jonka aurinko antaa elohopean pinnalle, voi johtaa elohopean ilmakehän laajenemiseen. Huolimatta siitä, että elohopea on ilmatonta, pinnalla olevat hiukkaset kuumenevat ja heitetään avaruuteen muodostaen heikon ilmapiirin.
3. Lopuksi on kolmas massa, joka haluaa johtaa lopulliseen vuoroveden tukkeutumiseen: paitsi pienen massan ja elohopean välillä, mutta myös elohopean ja auringon välillä.
Siksi jokaiselle elohopeakuulle on kaksi äärimmäistä sijaintia.
Jokainen tähtiä kiertävä planeetta on vakain, kun vuorovesi on lukittu sen kanssa: kun sen kiertorata ja kiertokaudet ovat samat. Jos lisäät toisen esineen kiertoradalle planeetalla, sen vakain kiertorata lukitaan vastavuoroisesti vuoroveden kanssa planeetan kanssa ja tähti L2: n lähellä
Jos satelliitti on liian lähellä Mercuria monista syistä:
- ei pyöri tarpeeksi nopeasti etäisyyttään;
- Elohopea ei pyöri niin nopeasti, että vuorovesi lukittuu auringon kanssa.
- herkkä auringon tuulen hidastumiselle;
- altistetaan merkittävälle elohopea-ilmakehän kitkalle, - se lopulta putoaa elohopean pinnalle.
Kun esine törmää planeettaan, se voi nostaa roskia ja aiheuttaa lähellä olevien kuiden muodostumisen. Näin maapallon kuu näytti ja myös Marsin ja Pluton satelliitit ilmestyivät.
Sitä vastoin vaarana on, että se poistuu Mercuryn kiertoradalta, jos satelliitti on liian kaukana ja muut näkökohdat pätevät:
- satelliitti pyörii liian nopeasti etäisyyttään;
- Elohopea pyörii liian nopeasti ollakseen vuorovesilukittu auringon kanssa;
- aurinkotuuli antaa satelliitille ylimääräisen nopeuden;
- muiden planeettojen aiheuttamat häiriöt syrjäyttävät satelliitin;
- Auringon kuumennus antaa lisäkineettistä energiaa ehdottomasti pienelle satelliitille.
Muista kuitenkin, että monilla planeetoilla on omat kuunsa. Vaikka kolmirunkoinen järjestelmä ei koskaan ole vakaa, ellet säädä sen kokoonpanoa ihanteellisille kriteereille, olemme vakaa miljardeja vuosia oikeissa olosuhteissa. Tässä on joitain ehtoja, jotka helpottavat tehtävää:
1. Ota planeetta / asteroidi siten, että suurin osa järjestelmästä poistuu merkittävästi auringosta, niin että aurinkotuuli, valon välähdykset ja auringon vuorovesivoimat ovat merkityksettömiä.
2. Joten tämän planeetan / asteroidin satelliitti on riittävän lähellä päärunkoa, jotta se ei roikkuu voimakkaasti painovoimaisesti eikä sitä vahingossa työnnetä ulos muiden painovoimaisten tai mekaanisten vuorovaikutusten aikana.
3. Että tämän planeetan / asteroidin satelliitti oli riittävän kaukana päärungosta, jotta vuoroveden voimat, kitka tai muut vaikutukset eivät johda lähestymiseen ja fuusioitumiseen vanhemman ruumiin kanssa.
Kuten olet ehkä arvata, on olemassa "suloinen napakymppi", jossa kuu voi esiintyä lähellä planeettaa: useita kertoja planeetan säteen ulkopuolella, mutta riittävän lähellä, jotta kiertorata-aika ei ole liian pitkä ja silti huomattavasti lyhyempi kuin planeetan kiertorata tähtiä nähden. Joten jos otat kaiken tämän yhdessä, missä ovat aurinkokunnan satelliittien satelliitit?
Päävyön asteroideilla ja Jupiterin lähellä olevilla troijalaisilla voi olla omat satelliittinsa, mutta he eivät itse pidä itseään sellaisina.
Lähin meillä on troijalaisia asteroideja, joilla on omat satelliittinsa. Mutta koska ne eivät ole Jupiterin "satelliitteja", tämä ei ole täysin tarkoituksenmukaista. Mitä sitten?
Lyhyt vastaus: emme todennäköisesti löydä jotain sellaista, mutta toivoa on. Kaasujättiläiset maailmat ovat suhteellisen vakaita ja riittävän kaukana auringosta. Heillä on monia satelliitteja, joista monet ovat vuorovesi lukittu vanhempiensa maailmaan. Suurimmat kuut ovat parhaita ehdokkaita satelliiteille. Heidän pitäisi olla:
- mahdollisimman massiivinen;
- suhteellisen poistettu vanhemmasta vartalosta törmäysriskin minimoimiseksi;
- ei liian kaukana, jotta sitä ei työnnetä;
- ja - tämä on uusi - erotettu hyvin muista kuista, renkaista tai satelliiteista, jotka voivat häiritä järjestelmää.
Mitkä aurinkokuntamme kuut sopivat parhaiten omien satelliittien hankkimiseen?
- Jupiterin kuu Callisto: kaikkien Jupiterin suurten kuiden uloin osa. Myös 1 883 000 kilometrin päässä sijaitsevan Calliston säde on 2 410 kilometriä. Se kulkee Jupiterin ympäri 16,7 päivässä ja sen merkittävä poistumisnopeus on 2,44 km / s.
- Jupiterin kuu Ganymede: aurinkokunnan suurin kuu (säde 2634 km). Ganymede on hyvin kaukana Jupiterista (1 070 000 km), mutta ei tarpeeksi. Sillä on suurin aurinkokunnan satelliittien poistumisnopeus (2,74 km / s), mutta jättiläisen planeetan tiheästi asuttu järjestelmä vaikeuttaa Jupiterin satelliittien saamista satelliiteista.
- Saturnuksen kuu Iapetus: ei kovin suuri (734 kilometrin säteellä), mutta melko kaukana Saturnusta - keskimäärin 3 561 000 kilometriä. Se on hyvin erotettu Saturnuksen renkaista ja muista planeetan suurista kuista. Ainoa ongelma on sen pieni massa ja koko: poistumisnopeus on vain 573 metriä sekunnissa.
- Uranuksen satelliitti Titania: 788 kilometrin säteellä Uranuksen suurin satelliitti on 436 000 kilometriä Uranuksesta ja se suorittaa kiertoradallaan 8,7 päivässä.
- Uranuksen satelliitti Oberon: toiseksi suurin (761 km), mutta kaukana (584 000 km) iso kuu täydentää kiertoradaltaan Uranuksen ympärillä 13,5 päivässä. Oberon ja Titania ovat kuitenkin vaarallisesti lähellä toisiaan, joten "kuun kuu" ei todennäköisesti esiinny niiden välillä.
- Neptunuksen satelliitti Triton: tämä valloitettu Kuiper-vyön esine on valtava (säteellä 1355 km), kaukana Neptunuksesta (355 000 km) ja massiivinen; esineen on liikuttava yli 1,4 km / s nopeudella poistuakseen Tritonin vetovoima-alueelta. Ehkä tämä on paras ehdokas oikeudelle omistaa oma satelliitti.
Triton, Neptunuksen suurin kuu ja vangittu Kuiper-vyöobjekti, saattavat olla paras veto kuulle, jolla on oma kuu. Mutta Voyager 2 ei nähnyt mitään.
Kaiken tämän kanssa, sikäli kuin tiedämme, aurinkojärjestelmässämme ei ole satelliitteja, joilla olisi omat satelliittinsa. Ehkä olemme erehtyneet ja löydämme ne Kuiper-hihnan loppupäästä tai jopa Oort-pilvestä, jossa esineitä on tusina senttiä.
Teorian mukaan tällaisia esineitä voi olla. Tämä on mahdollista, mutta se vaatii hyvin erityisiä ehtoja. Havaintojen osalta, sellaisia ei ole vielä esiintynyt aurinkokuntamme. Mutta kuka tietää: maailmankaikkeus on täynnä yllätyksiä. Ja mitä paremmiksi hakuominaisuuksemme muuttuvat, sitä enemmän yllätyksiä löydämme. Kukaan ei ole yllättynyt, jos seuraava suuri Jupiterin (tai muiden kaasujättiläisten) tehtävä etsii satelliitin lähellä satelliitin. Aika kertoo.
ILYA KHEL