Hier ist das Wesentliche über unseren Mond – er hat ein Viertel der Breite und ein Achtel der Schwerkraft der Erde, er ist felsig, er hat keine Atmosphäre und er umkreist die Erde aus einer Entfernung von ungefähr 240.000 Meilen.
Es ist so etwas wie ein Trope, die Frage zu stellen: "Was ist, wenn die Erde zwei Monde hat?" Diese Frage betrifft jedoch einen zweiten Mond, der genau die gleiche Größe wie der erste Mond hat und die Erde aus genau der gleichen Entfernung wie der erste Mond umkreist. Kurz gesagt, ein Trojaner. In dieser Frage wird unser Mond zwischen den Lagrange-Punkten L1 und L2 und der zweite Mond in L3 platziert. Könnte diese Orbitalanordnung in Bezug auf die Stabilität langfristig stabil sein?
Es gibt viele falsche Punkte in Ihrer Argumentation.
Erstens, wenn sich ein Körper im L3-Punkt des Erde-Sonne-Systems befindet, umkreist er die Sonne auf derselben Umlaufbahn wie die Erde, also kann es kein zweiter Mond sein.
Außerdem ist L3 viel weiter von der Erde entfernt als der Mond, was auch eine Ihrer Anforderungen ist.
Last but not least, um Ihre Frage zur Stabilität zu beantworten
Die Sonne-Erde-L3 ist instabil und könnte ein natürliches Objekt, ob groß oder klein, nicht sehr lange enthalten. Dies liegt daran, dass die Gravitationskräfte der anderen Planeten stärker sind als die der Erde (Venus zum Beispiel nähert sich diesem L3 alle 20 Monate auf 0,3 AE).
Wenn Sie stattdessen zufällig die L3 des Erde-Mond-Systems meinen, gilt die gleiche Überlegung: Die Kräfte, die durch den ersten Mond (den Sie irgendwo zwischen L1 und L2 platzieren) und die Sonne induziert werden, würden jeden Körper, der sich gerade befindet, schnell stören L3.
Ein kleiner Asteroid könnte die Erde in der Entfernung des Mondes im L4-Punkt, 60 Grad vor dem Mond, oder im L5-Punkt, 60 Grad hinter dem Mond, umkreisen. Umlaufbahnen in L4- oder L5-Punkten werden Trojaner-Umlaufbahnen genannt.
https://en.wikipedia.org/wiki/Lagrange_point[1]
Die Mondpunkte L4 und L5 gelten auch als stabile Punkte für künstliche Weltraumlebensräume, was den Namen der L5-Gesellschaft erklärt.
https://en.wikipedia.org/wiki/L5_Society[2]
Aber ich habe den Eindruck, dass in Trojan Obits das Hauptobjekt, in diesem Fall die Erde, ein Vielfaches der Masse des Sekundärobjekts, in diesem Fall des Mondes, haben sollte, der wiederum ein Vielfaches der Masse des Tertiärobjekts haben muss im L4- oder l5-Punkt.
Soweit ich weiß, sind die einzigen Objekte in den Punkten L4 und L5 des Mondes Konzentrationen von interplanetarem Staub, die Kordylewski-Wolken genannt werden, die so schwach sind, dass sie, obwohl sie erstmals 1956 entdeckt wurden, erst 2018 bestätigt wurden. Ihre Masse muss im Vergleich dazu winzig sein zu dem des Mondes.
Vielleicht könnte die Erde zwei Monde gleicher Masse auf derselben Umlaufbahn haben, die 60 Grad voneinander entfernt sind, wobei sich ein Mond in der L4-Position 60 Grad vor dem anderen befindet und der andere Mond in der L5-Position 6 Grad hinter dem anderen. Aber ich weiß nicht, ob eine solche Situation stabil wäre, und ich kenne keine Beispiele für eine solche Situation.
Es wurde behauptet, dass zwei Planeten mit ähnlicher Masse auf derselben Umlaufbahn stabil sein könnten, wenn sie 60 Grad voneinander entfernt wären.
Zwei Planeten mit ähnlicher Masse können sich auch dieselbe Umlaufbahn teilen, wenn sie um 60 Grad voneinander entfernt umkreisen. Dies bedeutet, dass sich jeder im L4/L5-Lagrange-Punkt des anderen befindet. Diese Art von Konfiguration ergibt sich aus unseren Computersimulationen, und wir erwarten, eine dieser Konfigurationen unter Exoplanetensystemen zu finden.
https://planetplanet.net/2020/11/19/cohorts/[3]
Wenn das stimmt, sollten zwei Monde mit identischer Masse auch in der Lage sein, dieselbe Umlaufbahn im Abstand von 60 Grad zu teilen.
Hier sind einige zusätzliche Informationen.
Der PlanetPlanet-Blog enthält eine Reihe von Beiträgen mit dem Titel The Ultimate Solar System, in denen Sonnensysteme entworfen werden, die so viele bewohnbare Planeten wie möglich haben.
Der Beitrag The Ultimate Engineered Solar System entwirft ein Sonnensystem, das keine einzelnen Planeten in jeder Umlaufbahn hat, sondern Ringe von Planeten in jeder Umlaufbahn.
https://planetplanet.net/2017/05/03/the-ultimative-engineered-solar-system/[4]
Es scheint, dass ein Sonnensystem eine Reihe von Planeten haben könnte, die sich dieselbe Umlaufbahn teilen, solange die Planeten die gleiche Masse haben und in der Umlaufbahn gleich weit voneinander entfernt sind. Die Quelle ist dieses Papier:
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2010CeMDA.107..487S/abstract[5]
Anscheinend könnte ein solcher Planetenring mit sieben bis zweiundvierzig Planeten in einer einzigen Umlaufbahn stabil sein.
Und was für einen Planetenring um einen Stern stabil ist, wäre auch für einen Mondring um einen Planeten stabil. Nur dass die Schwerkraft des Sterns ein störender Faktor wäre.
Der Mond hat eine Masse von 0,012300 der Masse der Erde, und die Umlaufbahn des Mondes mit einer großen Halbachse von 384.399 Kilometern hätte einen Umfang von ungefähr 2.415.248,1 Kilometern, wenn er kreisförmig wäre.
Wenn es also 7 Monde in der Entfernung des Mondes und mit der gleichen Masse wie der Mond gäbe, hätten sie eine Gesamtmasse von 0,0861 Erdmasse, und sie wären in ihrer gemeinsamen Umlaufbahn 51,4285 Grad oder etwa 345.035,44 Kilometer voneinander entfernt .
Wenn es also 42 Monde in der Entfernung des Mondes und mit der gleichen Masse wie der Mond gäbe, hätten sie eine Gesamtmasse von 0,5166 Erdmasse, und sie wären in ihrer gemeinsamen Umlaufbahn 8,5714 Grad oder etwa 57.505,904 Kilometer voneinander entfernt .
In einem anderen Beitrag, Cohorts of Co-Orbital Planets, wurde vorgeschlagen, dass Bögen von Planeten stabile Umlaufbahnen teilen könnten und keine vollständigen Ringe sein müssten.
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