V slnečnej sústave je slnko - v strede - veľa planét, asteroidov, Kuiperovho pásu a satelitov, sú to tiež mesiace. Hoci väčšina planét má satelity a niektoré objekty pásov Kuiper a dokonca aj asteroidy majú aj svoje vlastné satelity, medzi nimi nie sú známe „satelity satelitov“. Buď máme šťastie, alebo základné a mimoriadne dôležité pravidlá astrofyziky komplikujú ich vznik a existenciu.
Keď je všetko, čo potrebujete mať na pamäti, jeden obrovský objekt vo vesmíre, zdá sa, že všetko je jednoduché. Gravitácia bude jedinou pracovnou silou a okolo nej môžete umiestniť akýkoľvek objekt na stabilnú eliptickú alebo kruhovú obežnú dráhu. Zdá sa, že podľa tohto scenára bude navždy v jeho pozícii. Tu však prichádzajú do úvahy ďalšie faktory:
- predmet môže mať druh atmosféry alebo rozptýlený „halo“častíc;
- objekt nemusí byť nevyhnutne stacionárny, ale bude sa otáčať - pravdepodobne rýchlo - okolo osi;
- tento objekt nemusí byť nevyhnutne izolovaný, ako ste si pôvodne mysleli.
Slapové sily, ktoré pôsobia na saturnský mesiac Enceladus, stačia na vytiahnutie jeho ľadovej kôry a na zahriatie vnútorností, takže podpovrchový oceán prepukne do vesmíru stovky kilometrov.
Prvý faktor, atmosféra, má zmysel iba ako posledná možnosť. Objekt, ktorý obieha okolo mohutného a pevného sveta bez atmosféry, sa obyčajne musí iba vyvarovať povrchu objektu a bude sa držať donekonečna. Ak sa však atmosféra, aj keď neuveriteľne rozptýlená, zväčší, akékoľvek telo na obežnej dráhe sa bude musieť vysporiadať s atómami a časticami obklopujúcimi centrálnu masu.
Aj keď si zvyčajne myslíme, že naša atmosféra má „koniec“a že priestor začína v určitej nadmorskej výške, realita je taká, že atmosféra sa pri vyššej a vyššej výške schne. Atmosféra Zeme sa tiahne mnoho stoviek kilometrov; aj Medzinárodná vesmírna stanica vyjde z obežnej dráhy a zhorí, ak na ňu nebudeme neustále naliehať. Podľa štandardov slnečnej sústavy musí byť telo na obežnej dráhe v určitej vzdialenosti od akejkoľvek hmoty, aby zostalo „bezpečné“.
Propagačné video:
Či už je to umelý satelit alebo prírodný, na tom skutočne nezáleží; ak obieha okolo sveta so značnou atmosférou, bude obísť a obísť najbližší svet. Všetky satelity na nízkej obežnej dráhe Zeme to urobia, rovnako ako satelity Marsu 'Phobos
Okrem toho sa objekt môže otáčať. Platí to pre veľkú aj menšiu hmotu, ktorá sa otáča okolo prvej. Existuje „stabilný“bod, v ktorom sú obidve hmoty vzájomne uzamknuté (tj vždy na jednej strane proti sebe), ale akákoľvek iná konfigurácia vytvorí „krútiaci moment“. Toto skrútenie bude buď špirálovitosťou obidvoch hmôt dovnútra (ak je rotácia pomalá) alebo smerom von (ak je rotácia rýchla). Na iných svetoch sa väčšina satelitov nenarodí v ideálnych podmienkach. Je tu však ešte jeden faktor, ktorý musíme zvážiť skôr, ako sa potápame priamo do problému „satelitu satelitov“.
Model Pluto - Charon ukazuje dve hlavné hmoty otáčajúce sa okolo seba. Prelet „New Horizons“ukázal, že Pluto alebo Charon nemajú interné satelity relatívne k ich spoločným obehom.
Skutočnosť, že objekt nie je izolovaný, má veľký význam. Je oveľa ľahšie udržať predmet na obežnej dráhe v blízkosti jedinej hmoty - napríklad mesiac blízko planéty, malý asteroid blízko veľkej planéty alebo Charon blízko Pluta - ako udržať predmet na obežnej dráhe v blízkosti hmoty, ktorá sama obieha inú hmotu. Toto je dôležitý faktor a nemyslíme na to. Ale pozrime sa na to na sekundu z pohľadu našich najbližších k Slnku, planéty Ortuť bez Mesiaca.
Ortuť sa točí okolo nášho Slnka pomerne rýchlo, a preto na ňu pôsobiace gravitačné a prílivové sily sú veľmi veľké. Keby sa okolo Merkúra točilo niečo iné, bolo by tu mnoho ďalších faktorov.
1. „Vietor“od Slnka (prúd odchádzajúcich častíc) by narazil na ortuť a predmet v jej blízkosti a vyrazil ich z obežnej dráhy.
2. Teplo, ktoré Slnko udeľuje na povrchu ortuti, môže viesť k rozšíreniu atmosféry ortuti. Napriek skutočnosti, že ortuť je bez vzduchu, častice na povrchu sa zahrievajú a sú hádzané do vesmíru, čím sa vytvára slabá atmosféra.
3. Nakoniec existuje tretia omša, ktorá chce viesť k konečnému prílivovému zablokovaniu: nielen medzi nízkou hmotnosťou a ortuťou, ale aj medzi ortuťou a slnkom.
Preto pre každý mesiac Merkúra existujú dve extrémne polohy.
Každá planéta, ktorá obieha okolo hviezdy, bude najstabilnejšia, ak sa s ňou prílivovo uzamkne: keď sa obežia jej obežné a rotačné obdobia. Ak na obežnú dráhu na planétu pridáte ďalší objekt, jej najstabilnejšia obežná dráha sa vzájomne uzamkne spolu s planétou a hviezdou blízko L2.
Ak je satelit príliš blízko k ortuti z niekoľkých dôvodov:
- neotáča sa dostatočne rýchlo na svoju vzdialenosť;
- Ortuť sa neotáča dostatočne rýchlo, aby bola prílivovo uzamknutá Slnkom;
- náchylné na spomalenie slnečného vetra;
- budú vystavené značnému treniu z atmosféry ortuti, - nakoniec klesne na povrch ortuti.
Keď sa objekt zrazí s planétou, môže zdvihnúť úlomky a spôsobiť vytvorenie blízkych mesiacov. Takto sa objavil Mesiac Zeme a objavili sa aj satelity Marsu a Pluto.
Naopak, môže byť vyhodené z ortuťovej obežnej dráhy, ak je satelit príliš ďaleko a existujú ďalšie dôvody:
- satelit sa otáča príliš rýchlo na svoju vzdialenosť;
- Ortuť sa točí príliš rýchlo na to, aby mohla byť uzamknutá Slnkom;
- slnečný vietor dodáva satelitu ďalšiu rýchlosť;
- rušenie z iných planét vytlačí satelit;
- zahrievanie Slnka dodáva určitej malej družici ďalšiu kinetickú energiu.
Nezabudnite však, že mnoho planét má svoje vlastné mesiace. Aj keď systém s tromi telesami nebude nikdy stabilný, pokiaľ svoju konfiguráciu neupravíte na ideálne kritériá, budeme stabilní miliardy rokov za správnych podmienok. Tu sú niektoré podmienky, ktoré uľahčia úlohu:
1. Zoberte planétu / asteroid tak, aby sa podstatná časť systému od Slnka výrazne odstránila, takže slnečný vietor, záblesky svetla a prílivové sily Slnka sú zanedbateľné.
2. Aby bol satelit tejto planéty / asteroidu dostatočne blízko k hlavnému telu, takže sa pri iných gravitačných alebo mechanických interakciách náhodne nehýbe a nie je náhodne vytlačený.
3. Satelit tejto planéty / asteroidu bol dostatočne ďaleko od hlavného telesa, takže prílivové sily, trenie alebo iné účinky nevedú k priblíženiu a zlúčeniu s pôvodným telom.
Ako ste si asi uhádli, v blízkosti planéty existuje „sladká bullseye“: niekoľkokrát za polomerom planéty, ale natoľko blízko, že orbitálne obdobie nie je príliš dlhé a stále podstatne kratšie ako orbitálne obdobie planéty vzhľadom na hviezdu. Ak teda beriete toto všetko dohromady, kde sú satelity satelitov v našej slnečnej sústave?
Asteroidy v hlavnom páse a trójske kone v blízkosti Jupitera môžu mať svoje vlastné satelity, ale samy osebe sa za také nepovažujú.
Najbližšie máme trójske asteroidy s vlastnými satelitmi. Keďže však nejde o „satelity“spoločnosti Jupiter, nie je to úplne vhodné. Čo potom?
Krátka odpoveď: Je nepravdepodobné, že by sme našli niečo také, ale existuje nádej. Plynné obrie svety sú relatívne stabilné a dosť ďaleko od Slnka. Majú veľa satelitov, z ktorých mnohé sú uzamknuté vo svojom materskom svete. Najväčšie mesiace budú najlepšími kandidátmi na satelity. Mali by to byť:
- čo najväčšie;
- relatívne odstránené z rodičovského tela, aby sa minimalizovalo riziko kolízie;
- nie príliš ďaleko, aby sa nevytlačili;
- a - toto je nové - dobre oddelené od ostatných mesiacov, prstencov alebo satelitov, ktoré by mohli systém narušiť.
Ktoré mesiace v našej slnečnej sústave sú najvhodnejšie na získanie vlastných satelitov?
- Jupiterov mesiac Callisto: najvzdialenejší zo všetkých veľkých mesiacov Jupitera. Callisto, ktoré je vzdialené 1 883 000 km, má tiež polomer 2 410 km. Prechádza okolo Jupitera za 16,7 dní a má významnú únikovú rýchlosť 2,44 km / s.
- Jupiterov mesiac Ganymede: najväčší mesiac v slnečnej sústave (polomer 2634 km). Ganymede je veľmi ďaleko od Jupitera (1 070 000 km), ale nestačí. Má najvyššiu únikovú rýchlosť zo všetkých satelitov v slnečnej sústave (2,74 km / s), ale husto osídlený systém obrovskej planéty sťažuje satelitom Jupitera získavanie satelitov.
- Saturnov mesiac Iapetus: nie príliš veľký (polomer 734 km), ale celkom vzdialený od Saturn - na 3 561 000 km v priemernej vzdialenosti. Je dobre oddelený od prstencov Saturn a od ostatných veľkých mesiacov planéty. Jediným problémom je jeho malá hmotnosť a veľkosť: úniková rýchlosť je iba 573 metrov za sekundu.
- Uránsky satelit Titania: S polomerom 788 kilometrov je najväčší satelit Uránu vzdialený 436 000 km od Uránu a jeho obežná dráha sa dokončí za 8,7 dní.
- Uránov satelit Oberon: druhý najväčší (761 km), ale najvzdialenejší (584 000 km) veľký mesiac dokončuje svoju obežnú dráhu okolo Uránu za 13,5 dní. Oberon a Titania sú však nebezpečne blízko seba, takže je nepravdepodobné, že by sa medzi nimi objavil „mesiac mesiaca“.
- Neptunov satelit Triton: tento zachytený objekt Kuiperovho pásu je obrovský (polomer 1355 km), ďaleko od Neptúna (355 000 km) a masívny; objekt sa musí pohybovať rýchlosťou viac ako 1,4 km / s, aby opustil Tritonovu oblasť záujmu. Možno je to náš najlepší kandidát na právo vlastniť vlastný satelit.
Triton, najväčší mesiac Neptúnu a zachytený objekt Kuiperovho pásu, by mohla byť naša najlepšia stávka na mesiac s vlastným mesiacom. Ale Voyager 2 nevidel nič.
Pokiaľ vieme, v našej slnečnej sústave nie sú žiadne satelity s vlastnými satelitmi. Možno sa mýlime a nájdeme ich na vzdialenom konci kuiperského pásu alebo dokonca v oblaku Oort, kde sú objekty desaťkrát desiatky.
Teória hovorí, že také objekty môžu existovať. Je to možné, ale vyžaduje si to veľmi špecifické podmienky. Pokiaľ ide o naše pozorovania, také sa zatiaľ neobjavili v našej slnečnej sústave. Ale kto vie: vesmír je plný prekvapení. Čím lepšie sa naše vyhľadávacie schopnosti stanú, tým viac prekvapení nájdeme. Nikoho neprekvapí, ak ďalšia veľká misia v Jupitere (alebo iných plynových gigantov) nájde satelit v blízkosti satelitu. Čas ukáže.
ILYA KHEL