Космос. Может Ли Планета Иметь Естественный Спутник В Одной Из Точек Лагранжа?

  • Автор темы Andrey_R82
  • Обновлено
  • 19, Oct 2024
  • #1

Этот вопрос требует точных наук. Все ответы на этот вопрос должны быть подкреплены уравнениями, эмпирическими данными, научными статьями, другими цитатами и т. д. Ответы, не удовлетворяющие этому требованию, могут быть удалены. Дополнительную информацию смотрите в описании тега.

Может ли планета естественным образом иметь луну или большой естественный спутник в одной из точек Лагранжа?

Если да, то сможет ли он иметь вторую луну, которая будет вращаться вокруг этой гипотетической планеты?

#космос #точная наука #луны #орбитальная механика #альтернативная земля

Andrey_R82


Рег
22 Feb, 2008

Тем
65

Постов
174

Баллов
509
  • 26, Oct 2024
  • #2

Да, это могло бы

Статья в Википедии по теме довольно подробно и дает точный ответ на ваш вопрос.

Точки L4 и L5 стабильны при условии, что масса первичного тела (например, Земли) как минимум в 25 раз превышает массу вторичного тела (например, Луны). Масса Земли более чем в 81 раз превышает массу Луны (Луна составляет 1,23% массы Земли).

Таким образом, вполне разумно иметь довольно большой спутник L4 и/или L5. Самый большой из возможных спутников Лагранжа вращался бы вокруг суперюпитера массой 13,8 Юпитера (это верхний предел массы планет, поскольку над ним произойдет синтез дейтерия, превратив планету в Коричневый карлик) и, таким образом, имел бы массу 0,552 массы Юпитера. Для мира, подобного Земле, это был бы объект массой 0,04 земной, что в 3,24 раза массивнее Луны.

Что касается спутников L1, L2 и L3, то это будет «нет».

Хотя точки L1, L2 и L3 номинально нестабильны, вокруг этих точек в системе трех тел существуют (нестабильные) периодические орбиты, называемые «гало». Полная динамическая система из n тел, такая как Солнечная система, не содержит этих периодических орбит.

Что касается того, что вы обычно найдете на планетах L4 и L5.

Обычно объекты можно найти в точках L4 и L5 естественных орбитальных систем или на их орбитах. Их обычно называют «Троянами».

Планеты-гиганты внешней Солнечной системы действительно имеют обширные троянские астероидные облака, хотя они плохо изучены. Даже на Марсе, Земле и Венере вокруг этих точек летает мусор. Я предлагаю вам прочитать себя через Список объектов в точках Лагранжа.

Редактировать

Комментарий TheLuckless

В комментарии спрашивалось, какова вероятность того, что вместо кучи обломков окажется большой объект. Хотя мне не удалось найти никаких статей на эту тему, те, которые я читал о проблеме стабильности, похоже, предполагали один большой объект из этой массы. Кроме того, проведение предварительных расчетов на основе данных Солнечной системы может дать приблизительную оценку этого шанса. Обратите внимание, что я игнорирую эффекты устойчивости из-за расстояния объектов до Солнца и многих других, вероятно, важных факторов.

список гравитационно закругленных объектов Солнечной системы говорит мне, что в Солнечной системе имеется примерно 37 подходящих объектов. Из них Марс и планеты-гиганты имеют значительные троянские облака обломков, что говорит мне о том, что 10 из 74 возможных позиций заняты облаками обломков; таким образом, вероятность этого составляет 13,5%. Спутники Лагранжа вблизи предела массы можно найти только на орбитах сатурийских спутников Тетиса и Дионы, а именно Телесто, Калипсо и Елены (не считая Полидевка, поскольку он чрезвычайно мал). Таким образом, 3 из 74 возможных позиций заняты лагранжевыми спутниками, вероятность 4%. Отсюда следует, что вероятность того, что лагранжевы объекты представляют собой массивную луну, составляет 24%.

Орбитальное поведение

Однажды я спросил профессора астрофизики, как будет вести себя спутник L4/L5, и он ответил, что большие лагранжевы объекты будут неподвижно находиться точно в точке L4/L5, в отличие от многих астероидов, которые вращаются вокруг этих точек и могут расходиться на 5°. ° на орбите от них.

Спутники спутников L4 и L5

Я как-то пропустил это во время моего первоначального ответа. Луны лун — всегда непростая тема. Мой ответ здесь подробно рассказывает о том, сколько спутников может иметь планета. Версия Tldr заключается в том, что в обычных условиях внутренняя половина холмистая сфера предлагает стабильные орбиты спутников. Подозреваю, что эта зона будет намного меньше из-за и без того нестабильной настройки системы. Хотя я бы посчитал наличие спутников, находящихся в гидростатическом равновесии, крайне маловероятным, захваченные спутники-астероиды, поскольку их можно найти вокруг Марса, Плутона, планет-гигантов и большинства объектов пояса Койпера, весьма вероятны. Космические камни естественным образом сходятся в точках L4 и L5, как показывают большие рои троянских астероидов. Весьма вероятно, что некоторые из них будут захвачены сидящей там большой луной. На самом деле я бы поставил много денег на то, что мы найдем луну вокруг одного из самых крупных троянских астероидов, если бы мы отправили туда зонд.

Больше математики

Изучая эту тему, я наткнулся на этот и это. Они обсуждают стабильность точек Лагранжа и предел массы спутника там очень подробно и с большим количеством математики. Если вы действительно хотите вникнуть в подробности предмета, они могут быть очень интересными.

 

Samvel_M


Рег
30 Mar, 2011

Тем
69

Постов
214

Баллов
599
  • 26, Oct 2024
  • #3

Если да, то сможет ли он иметь вторую луну, которая будет вращаться вокруг этой гипотетической планеты?

Так и должно быть.

Точки Лагранжа рождаются между два орбитальные тела; отдельное тело не имеет точек Лагранжа. Если у вас есть Солнце и планета, то точки Лагранжа — это солнечный Точки Лагранжа и небесное тело там не было бы луны (он вращался вокруг Солнца, так что это была бы своего рода родственная планета. С другой стороны, астероид Атон 3753 Круитни часто ошибочно называют «второй луной Земли», так что это будет зависеть от того, насколько строгими вы хотите быть).

Чтобы маленькая луна находилась в лагранжевом положении, вам нужна луна большего размера, вращающаяся вокруг планеты, и это даст вам набор точек Лагранжа, связанных с планетой и большой луной. Точки L4 (греческая) и L5 (Троянская) будут стабильными, если масса большой луны будет ниже 4% массы планеты, а масса меньшей греческой или троянской луны будет ниже 0,16% массы планеты.

Две луны будут вращаться вокруг планеты на одинаковом расстоянии и с одинаковой скоростью (в среднем. Меньшая луна на самом деле описывала бы небольшую почкообразную орбиту вокруг точки L4 или L5). Просто один будет намного меньше другого.

 

WedeAdorb14


Рег
25 Oct, 2024

Тем
88

Постов
186

Баллов
646
Похожие темы Дата
Тем
403,760
Комментарии
400,028
Опыт
2,418,908

Интересно