Nach unserem eigenen Planeten zu urteilen, wissen wir, welche Auswirkungen ein Mond auf einen terrestrischen Planeten hat. Wir wissen auch, dass, wenn ein Planet zwei Monde auf der gleichen Seite hat, wahnsinnige Gezeiten auftreten würden und dass sich zwei Monde auf gegenüberliegenden Seiten gegenseitig aufheben, was zu keinen Gezeiten führt.
Meine Frage ist, was passieren würde, wenn eine Welt 3 Monde hätte, die auf verschiedenen Seiten umkreisen, oder 4 Monde (einer auf jeder „Seite“), oder, um zum Extrem zu springen, was wäre, wenn ein terrestrischer Planet eine wahnsinnige Anzahl von Monden wie Jupiter hätte mit seinen 79 Monden?
PS: Ich wurde gefragt, was meine Definition eines Mondes ist, so weit es mich betrifft, ist ein Mond in diesem Fall jeder natürliche Satellit mit einem mittleren Durchmesser zwischen 250 und 6000 km
Damit ein terrestrischer Planet mehrere Monde hat, müssten diese entweder sehr klein sein oder sich in sehr unterschiedlichen Bahnabständen befinden. Beides trifft auf die Marsmonde Phobos und Deimos zu.
Das Konzept einer Hill-Sphäre liefert die Antwort. Die Hügelkugel eines astronomischen Körpers ist die Region, in der sie die Anziehungskraft von Satelliten dominiert. Die Hill Sphere der Erde hat einen Radius von 1,5 Millionen km. Langfristig stabile Satellitenumlaufbahnen existieren jedoch nur innerhalb von 1/2 bis 1/3 des Hill-Radius. Für die Erde begrenzt dies die Umlaufbahn eines stabilen Mondes auf 500.000 bis 750.000 km. Fangen wir sicherheitshalber mit 500.000 km an. Unser Mond (Luna) umkreist 362.000-405.000 km.
Jeder Mond hat auch eine Hügelkugel. Ein weiterer stabiler Mond müsste außerhalb seiner Reichweite liegen. Luna hat eine Hügelkugel mit einem Radius von etwa 60.000 km. Daher ist es möglich, mehrere Luna-große Monde in Umlaufbahnen zu haben, die mindestens 60.000 km voneinander entfernt sind. Aufgrund von Gezeiteneffekten und anderen Einflüssen wie dem Druck des Sonnenwinds sind 100.000 km wahrscheinlich eine realistischere Zahl, und selbst dann ist es unwahrscheinlich, dass die Umlaufbahnen über die Lebenszeit des Planeten stabil bleiben – aber sie könnten über Millionen von Jahren stabil sein. Es ist daher möglich, einen Mond außerhalb der Umlaufbahn von Luna und bis zu drei innerhalb zu haben. Mit einer etwas anderen Konfiguration könnten wir bis zu 6 Monde in resonanten Umlaufbahnen haben, wie ich unten zeige.
Daher ist es (kaum) möglich, dass ein erdgroßer Planet bis zu 5 Luna-große Monde in einigermaßen stabilen Umlaufbahnen hat. Die wahrscheinlichsten Lösungen würden die Monde in Umlaufresonanz versetzen, wie die Jupitermonde Ganymed, Europa und Io, mit einer 1:2:4-Resonanz.
Setzen wir den innersten Mond auf 120.000 km. Der nächste Mond, in 2:1-Resonanz, würde dann bei 190.000 km umkreisen. Es ist gerade noch möglich, dass der nächste Mond bei 3:2 in Resonanz mit diesem (und 3:1 mit dem innersten Mond) bei 250.000 km kommt. Lassen Sie uns diesen Mond ein bisschen kleiner machen, nur für den Fall. Eine 4:1-Resonanz mit dem innersten Mond ist nicht möglich, da dies den Mond zu nahe an seinen inneren Nachbarn bringen würde. 9:2 ist möglich; eine 3:2-Resonanz mit dem dritten Mond. Damit liegt der vierte Mond bei ca. 330.000 km. Der nächste Mond könnte eine 6:1-Resonanz mit dem innersten sein, bei 400.000 km. Ein sechster Mond bei 9:1 wäre vielleicht gerade bei 520.000 km möglich. Der innerste Mond hätte dann eine Umlaufbahn von ca. 12,5 Tage und der Rest umkreist in 25, 37,5, 56,25, 75 und 112,5 Tagen.
Dies wäre jedoch eine sehr extreme Situation, und Sie fragen nur nach drei oder vier Monden. Lassen Sie uns mit 4 Monden gehen und sie bei Umlaufresonanzen von 1: 1, 2: 1, 4: 1 und 8: 1 platzieren - jeder Mond hat die doppelte Umlaufzeit des inneren. Wenn wir den innersten erneut bei 120.000 km mit einer Umlaufzeit von 12,5 Tagen platzieren, erhalten wir Entfernungen für die anderen bei 190.000, 300.000 und 480.000 km mit Umlaufzeiten von 25, 50 und 100 Tagen.
Wir nehmen an, dass diese alle in der gleichen Ebene und auf nahezu kreisförmigen Bahnen kreisen. Die Gezeiten werden viel stärker sein als auf der Erde. Der innerste Mond wird fast 80 % mehr Gezeitenkraft als Luna auf der Erde ausüben, der zweite 40 % mehr, der dritte 30 % mehr und der äußerste 10 % weniger. Wenn sich alle Monde ausrichten, werden ihre kombinierten Titalkräfte das 5,4-fache der von Luna auf der Erde betragen, was in der Tat sehr starke Gezeiten ergibt. Aufgrund der Orbitalresonanz passiert das tatsächlich alle 100 Tage! Erdbeben sind wahrscheinlich wahrscheinlicher, wenn dies geschieht. Hinzu kommen die Sonnengezeiten, die auf der Erde ein Drittel der gesamten Gezeitenkräfte ausmachen. Wenn die vier Monde auf die Sonne ausgerichtet sind, werden die Gezeiten besonders hoch sein.
Asche
AlexP
Cyn
Cyn
Blauer Teufel