Haben Monde Monde?

Haben wir natürliche Satelliten von natürlichen Satelliten von Planeten oder Zwergplaneten entdeckt? Sogar sehr klein oder relativ kurzlebig - z. B. Ringe um Saturnmonde, einige Meteoriten, die Jupitermonde umkreisen, oder etwas, um Charon zu umkreisen? Oder sind die Sternplaneten-Monde die tiefste natürlich vorkommende Bahnrekursionsstufe?

natural-satellites SF.
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Ich habe keine konkreten Beweise, aber ich denke, ein Mond wird zum Teil dadurch definiert, dass er einen Planeten umkreist und ansonsten möglicherweise nur ein natürlicher Satellit ist. Dies setzt voraus, dass das Objekt nicht durch einen viel stärkeren Zug in die Planetenbahn gezogen wird.

RhysW

Ich neige dazu, Titel zu verwenden, die eher beschreibend als sachlich zutreffend sind. Ich neige dazu, mehr zu erklären und mich an die richtige Nomenklatur im eigentlichen Fragenkörper zu halten. Was das "Annehmen" betrifft, so ist es das, worüber sich diese Frage stellt!

SF.

Hmmm, auf welchem Level sollen wir aufhören? Ich glaube nicht, dass es eine angemessene Größenbeschränkung oder eine Beschränkung dafür gibt, wie viele Iterationen kleinerer Objekte, die um etwas größere Objekte kreisen, möglich sind. In diesem Fall könnte Rhea ein eigenes Ringsystem haben, was, falls dies zutrifft, bedeuten würde, dass es dann winzige Moonlets hat. Ich erinnere mich auch daran, dass die Antennenabdeckung um die ISS schwebte , obwohl dies bereits ein künstliches Doppel-Satellitensystem ist. Es gibt auch einige verrückte Umlaufbahnen, wie die Hufeisenbahnen, die Asteroiden zwischen zwei Körpern fangen können. ;)

TildalWave

@TildalWave: Wenn es ein Level für natürliche Satelliten gibt, würde ich es gerne wissen. (künstliche Satelliten wie diese Antennenabdeckung zählen nicht). Wenn Rhea einen Ring hat, würde ich danach suchen. Jede periodische Umlaufbahn würde funktionieren, aber bitte keine Tricks wie zwei überlappende, minimal elliptische Umlaufbahnen, bei denen sich die Körper auf einer Kreisbahn relativ zueinander bewegen, obwohl sie nicht wirklich gravitativ miteinander interagieren und nur einem unabhängigen Pfad um ihren Planeten folgen.)

SF.

Ehrlich gesagt weiß ich nicht, wo ich anfangen soll, darauf zu antworten. Es ist ein bisschen so, als würde man fragen, wie viele Zahnräder in einem Uhrwerk sein können und trotzdem die wahre Zeit anzeigen. Planetensysteme können in der Theorie so komplex sein, wie wir es uns vorstellen können, und in der Realität so komplex, wie wir es beobachten können.

TildalWave

Antworten:

Ich glaube nicht, dass es irgendwelche im Sonnensystem gibt. Wir haben ungefähr 250 Asteroiden mit Monden . Rheas Ring scheint die einzige Ausnahme zu sein.

Edit: Ursprünglich sagte ich, "ein Mond mit einem Mond wäre ein instabiles System , aufgrund des Gravitationseinflusses des Planeten." @Florian ist damit nicht einverstanden. Die Antwort ist jedoch komplexer als die Hill-Sphäre allein.

Die Hill-Kugel gibt in erster Näherung einen Radius an, in dem Umlaufbahnen um einen Mond stabil sein könnten. Unser Moon's Hill Radius beträgt 64000 km.

Für unseren eigenen Mond wissen wir, dass die meisten niedrigen Umlaufbahnen aufgrund von Mascons instabil sind : Massenkonzentrationen unter der Oberfläche, die das Gravitationsfeld des Mondes merklich ungleichmäßig machen. Es gibt nur vier Neigungen, bei denen ein den Mond umkreisendes Objekt alle Maskottchen vermeidet und stabil ist: 27º, 50º, 76º und 86º.

Hohe Umlaufbahnen über dem Mond sind ebenfalls nicht sicher: Oberhalb von 1200 km und Neigungen von mehr als 39,6 ° stört die Schwerkraft der Erde die Umlaufbahn des Satelliten. Beachten Sie, dass sich diese Umlaufbahnen bequem in der Sphäre von Moon's Hill befinden.

Es gibt stabile Bahnen bei hohen Neigungen und hoher Exzentrizität:
Stabile Mondbahn

Was andere Monde im Sonnensystem betrifft: Die meisten von ihnen sind kleiner und kreisen um größere Planeten, so dass ihre Hügelkugeln klein sind und die Schwerkraft des Planeten auch einen Großteil des Volumens innerhalb der Hügelkugel stören wird.

Monde unter der Grenze, in der ihre Schwerkraft stark genug ist, um sie kugelförmig zu machen, haben Probleme mit ungleichmäßigen Gravitationsfeldern. Mascons können auch vorhanden sein.

Hobbes
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"ein Mond mit einem Mond wäre ein instabiles System" - das ist falsch. Die Umlaufbahnen sind in der Hill-Sphäre stabil. Bitte verwenden Sie keine popsci.com-Artikel als "unterstützende Beweise".

Florin Andrei

Fühlen Sie sich frei, eine bessere Antwort zu schreiben.

Hobbes

Wie auch immer, der Artikel erwähnt nicht "instabile Systeme" :)

Py-ser

Nun, 'Felsbrocken mit einer Größe von bis zu mehreren Dezimetern' in Rheas Ring sind nicht gerade 'Monde', aber ich würde sie ohne zu zögern 'natürliche Satelliten' nennen, also ist dies eindeutig ein Fall für einen eigenen Planeten-Satelliten natürliche Satelliten.

SF.

Es gibt eine vorherige Antwort, die besagt, dass "ein Mond mit einem Mond ein instabiles System wäre". Das ist falsch.

Intuitiv: Natürlich können Satelliten Satelliten mit langzeitstabilen Umlaufbahnen haben. Denken Sie an die Erde, die die Sonne umkreist, und an den Mond, der die Erde umkreist. Die Umlaufbahn des Mondes (Satellit) ist langzeitstabil.

Strenger:

Die Umlaufbahn eines Satelliten ist stabil, wenn sie tief genug in der Hill-Sphäre ist , in der sogenannten wahren Stabilitätsregion. Die Grenzen sind etwas unscharf, aber der wahre Stabilitätsbereich ist typischerweise das untere Drittel bis die Hälfte der Hill-Kugel.

Wenn Sie das Gravitationspotential betrachten, ist die Hügelkugel der Bereich, in dem die Konturen kreisförmig werden. Tief in dieser Zone sind die Umlaufbahnen langzeitstabil:

Bildbeschreibung hier eingeben

Fazit: Ein Mond kann seine eigenen Monde haben, wenn er groß genug und weit genug vom Planeten entfernt ist und wenn die sekundären Monde nah genug am primären Mond sind.

Eine Möglichkeit zur Berechnung der Hill-Sphäre finden Sie auf der oben verlinkten Wiki-Seite. Weitere Mathe finden Sie hier:

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

Ein paar zusätzliche Artikel zum Thema Langzeitstabilität von Satellitenbahnen:

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

Florin Andrei
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-1, diese Antwort ist falsch. Die Hügelkugel ist nur eine Annäherung, und für einen Mond ist sie keine gute Annäherung an die Stabilitätsregion. Die Hill-Kugel ignoriert Störungen wie die nicht-kugelförmige Schwerkraft, andere Gravitationskörper (z. B. die Sonne im Fall der Hill-Kugel eines Mondes), Effekte wie den Kozai-Mechanismus und nicht-gravitative Kräfte.

David Hammen

Es ist theoretisch möglich, dass natürliche Monde von Monden in stabilen Bahnen existieren. Es gibt eine Veröffentlichung aus dem Jahr 2018 , die sich mit diesem Thema befasst. Ihre Berechnungen zeigen, dass mehrere Monde im Sonnensystem theoretisch in der Lage sind, langlebige Monde zu beherbergen, darunter Saturns Titan und Iapetus, Jupiters Callisto und Erdmond. Bisher wurden jedoch noch keine derartigen Monde von Monden beobachtet. (Übrigens gibt es eine Liste der vorgeschlagenen Begriffe für Monde von Monden, von denen die beliebtesten "Submoon" und "Moonmoon" zu sein scheinen.)

Dieser Artikel enthält eine gute Zusammenfassung des Papiers.

Es ist wahr, dass die Hügelkugel eine Annäherung ist und dass Störungen durch andere Gravitationskörper und Strahlung eine Umlaufbahn selbst innerhalb der Hügelkugel eines Körpers destabilisieren können. Es ist jedoch eine anständige Schätzung, dass eine Umlaufbahn in der Größenordnung von Milliarden von Jahren stabil ist, wenn sie sich innerhalb des halben Radius der Hill-Kugel befindet.

Das Papier enthält einige Grafiken, die zeigen, dass es einige Monde im Sonnensystem gibt, die 10 km große Submoons haben können, die unter dem Einfluss der Gezeiten von Planet, Mond und Submoon mindestens für das Alter des Sonnensystems stabil sind:

Die Autoren des Papiers stellen jedoch fest, dass die obigen Grafiken dynamische Instabilitäten wie die ungewöhnlichen Massenverteilungen des Mondes, Störungen von Sonne und Erde, dynamische Wechselwirkungen zwischen Monden in Mehrmondsystemen und dynamische Streuungsereignisse zwischen Planeten nicht berücksichtigen.

Iapetus 'Äquatorialkamm könnte jedoch auf die Existenz eines früheren Submoons hindeuten. Levison et al. (2011) stellten die Theorie auf, dass dieser Grat von einer Kollision herrührt, bei der der Submond tidal nach außen und der Trümmergürtel tidal nach innen gedrückt wurden, um den Grat zu erzeugen. Alternativ dazu haben Dombard et al. (2012) stellten die Theorie auf, dass der Gürtel von einem Untermond verursacht wurde, der spiralförmig nach innen gerichtet war und von Gezeiten zerfetzt wurde.

Wir haben jedoch noch keine Submoons direkt gesehen. Ein Grund könnte sein, dass sie zu klein sind, um gesehen zu werden. Es wäre ziemlich schwierig, etwas 10 Meter breites zu entdecken, das den Mond umkreist, geschweige denn Titan.

Die Tatsache, dass wir keine dieser theoretisch möglichen größeren gesehen haben, lässt vermuten, dass es einen anderen Grund gibt, warum sie nicht alltäglich sind.

Zum Beispiel kann es zu schwierig für sie sein, sich im Chaos von Gas und Staub, das einen Babystern umkreist, zu bilden. Gezeiten lassen auch die Umlaufbahnen der Monde im Laufe der Zeit größer werden, so dass das, was heute als komfortable Submoon-Immobilie gilt, vor Milliarden von Jahren nicht gewesen wäre. Zum Beispiel hat sich der Mond wahrscheinlich in mehreren Erdradien von unserem Planeten gebildet, was viel zu nahe am Planeten gewesen wäre, als dass ein Submond möglich gewesen wäre. Und vielleicht ist es zu selten und unwahrscheinlich, dass ein Mond einen Asteroiden fängt und zu einem Submond wird.

ahiijny
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