为什么至今没有自己卫星的卫星——带你认识子卫星

2020-09-24 21:11:35 天文在线

我们观察绕太阳运行的行星、小行星、彗星等,有环绕行星,小行星等运行的卫星。然而,一些人也许提到过环绕卫星运行的卫星。问题是,卫星有环绕着它运行的卫星吗?(你逃不了回答这个问题)所以如果没有,为什么没有呢?

由于这个问题很受欢迎,而且我收到了大量的后续问题,我决定向比我更了解这个问题的人寻求帮助,更新我的答案。多亏了帕特里克“我爱小行星”泰勒与我们分享的智慧。

是的,理论上,卫星可以有它自己的卫星。卫星周围有一片区域叫做希尔球区域(Hill Sphere),这片区域可以允许子卫星的存在。离开希尔球区域,子卫星就会从它所环绕运行的卫星轨道上脱离。

一个简单的例子是日-地-月系统。地球是太阳的卫星,而月球就是环绕地球运行的次卫星。月球绕地球运行是因为月球距离地球约38万公里,正好位于地球希尔球区域内,其半径为150万公里(0.01 AU或235地球半径)。不严格地说,在地球的希尔球区域范围里,地球的引力比太阳在另一个物体上的引力更重要。如果月球以某种方式落在地球的希尔球区域之外,月球将像所有其他行星、小行星和彗星一样,围绕太阳而不是地球运行。

相比之下,木星的希尔球半径为0.36个天文单位,远大于地球的希尔球区域。这是因为木星比地球更大,引力更大,但更重要的是因为它比起地球离太阳更远,所以太阳在木星上的引力比在地球上的弱。这给木星周围的空间带来了很大的引力影响。拥有如此大的希尔球半径,这就解释了为什么木星有很多卫星,并可以如此强烈地影响经过的彗星的轨迹的。

卫星能有自己的卫星吗?

是的,月球本可能有一颗卫星。如果我们看一个地球、月球和一颗子卫星的系统,上面同样的想法也适用。月球有它自己的希尔球区域,半径为60000公里(大约是地球和月球之间距离的六分之一),在那里可以存在一颗子卫星。如果一个物体位于月球的希尔球区域之外,它将绕地球运行而不是绕月球运行。唯一的问题是,由于潮汐的影响,卫星不能无限期地绕月球运行。

月球与几乎所有太阳系中的其他卫星一样,围绕地球同步旋转,这意味着它在任何时候都以同一面朝向地球(围绕自身轴的旋转周期与围绕地球的轨道周期相同),这是地球和月球之间潮汐力的结果。这些潮汐力是引起地球上高低潮的潮汐力。在这种情况下,月球希尔球区域内的任何物体都会由于潮汐而使其轨道衰变!这意味着月球任何子卫星的轨道都会随着时间的推移而缩小。换句话说,在卫星撞上月球或者月球潮汐把卫星撕裂之前,卫星和月球之间的距离会越来越小!

如果月球本身是一颗子卫星,它是如何存在的?

这个论述不适用于太阳-地球-月亮系统的原因是地球和任何其他的行星本身不会像月球和其他卫星围绕行星那样同步地围绕太阳旋转。这使得月球绕地球有一个稳定的轨道。

人造月球轨道飞行器呢?他们如何存活下来?

月球轨道飞行器只绕月球运行几年,按天文标准来说时间很短。人造卫星可以在任务期间保持在月球或其他任何卫星的轨道上,因为在机制下,潮汐效应还需要数千年或数百万年甚至更长的时间才会导致子卫星的衰落。因此,我们可以让人造卫星在月球周围的稳定轨道上运行几年,利用航天器的火箭推进器来修正其轨道的任何变化。

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翻译:天文志愿文章组-撸起袖子

审核:天文志愿文章组-历下

排版:零度星系

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自:http://curious.astro.cornell.edu/our-solar-system/44-our-solar-system/the-moon/general-questions/104-can-moons-have-moons-intermediate

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