Ich bin mir nicht sicher, ob diese Frage hierher oder zu Physics Stack Exchange gehört.
Die Erde und der Mond sind einzigartig im Sonnensystem, da der Mond im Vergleich zur Erde eine bedeutende Größe hat, mit 1/4 des Durchmessers und 1/80 der Masse.
Im Sonnensystem sind die Planeten exponentiell verteilt, wobei jeder ungefähr doppelt so weit von der Sonne entfernt ist. (Siehe das Titus-Bode-Gesetz .) In jedem Fall ist die Anziehungskraft der Sonne weitaus stärker als die Anziehungskraft anderer Planeten.
Ein Lieblingsthema von Science-Fiction-Illustratoren sind mehrere große Monde, die am Himmel hängen. (Manchmal bekommen sie sogar die richtigen Phasen.)
Ist das möglich? Kann ein Planet eine stabile Konfiguration aus mehreren Monden haben, von denen jeder groß genug ist, um eine sichtbare Scheibe und eine signifikante Bodenbeleuchtung bereitzustellen?
Nennen wir den Mindestwinkel der Diskussion halber ein Grad (das Doppelte der scheinbaren Größe des Mondes).
Wir könnten also einen Mond verwenden, der doppelt so groß ist wie unser Mond. Dies wäre achtmal so massiv. Unsere durchschnittlichen 6-Fuß-Gezeiten wären 50-Fuß-Gezeiten. Huch.
Wir nennen Mond Nr. 2 Selene. Machen Sie es viel kleiner, aber viel näher. Wenn es 1/8 des Durchmessers und 1/4 der Entfernung wäre, würde es halb so groß erscheinen und 1/500 der Masse haben, aber Gezeiten gehen als dritte Potenz der Entfernung, also hätte es einen Nettoeffekt von 1/8 die Flut unseres Mondes. Die Umlaufzeit würde etwa 1/4 der Länge unseres Mondes betragen - etwa eine Woche.
Nun, ich schätze, wenn genau 1/4 unserer Mondperiode wäre, gäbe es Resonanz und alles würde um meine Ohren krachen. Aber jetzt stecke ich fest. Was bestimmt eine stabile Konfiguration?
Ich bin Physikstudent im Hauptfach und habe Zugriff auf einige ziemlich coole Software. Ich habe einige Simulationen dazu durchgeführt und ich denke, dass ich einer stabilen Umlaufbahn mit 3 Körpern ziemlich nahe komme, aber sie ist sehr zerbrechlich. Der kleine Mond in der Mitte scheint schließlich immer wieder in einen der anderen Körper zu fallen. Die einzige Möglichkeit, wie ich mir vorstellen kann, dass es stabil ist, wäre, die Monde orthogonal zueinander zu haben, aber selbst das sollte irgendwann zusammenbrechen.
Eine interessante Option, die ich gefunden habe und die funktioniert, besteht darin, zwei Monde ähnlicher Größe in einer Umlaufbahn um den Planeten durch Gezeiten miteinander zu verbinden. Es ist ziemlich stabil und würde eine ordentliche Ansicht machen.
Wenn Sie jedoch Ihre Monde so lassen möchten, wie sie sind, ist das in Ordnung. Wenn ich es stabil hinbekomme, schicke ich dir ein paar Zahlen.
Als Prämie
Einige interessante Effekte unseres Mondes: - Gezeiten (offensichtlich) - halten die axiale Neigung der Erde stabil - verlangsamen die Erde
Gezeiten: Sie scheinen hier die richtige Idee zu haben
Achsenstabilität: Die Erde hat eine ziemlich konstante Achsenneigung von 23,5 Grad (variiert zwischen 23 und 26 Grad) und diese Stabilität ist auf unseren Mond zurückzuführen. Zum Beispiel hat der Mars ohne massive Monde eine Achsenneigung, die zwischen 15 und 35 Grad variiert.
Ihr erster Mond wird die doppelte potenzielle Gravitationsenergie haben wie der Mond, und der nächste Mond wird etwa 1/125 der PE haben. Dies ist im Vergleich zum ersten Mond vernachlässigbar, daher hätte Ihr Planet viel beständigere Wetter- und Jahreszeitenmuster als die Erde, also ist hier alles in Ordnung.
Verlangsamung: Die Erde hatte früher Tage, die ungefähr 6 Stunden dauerten, aber der Mond hat das geändert. Es verlangsamte die Erde erheblich auf etwa 25% ihrer ursprünglichen Rotationsgeschwindigkeit. Ihr erster Mond würde Ihren Planeten zunächst doppelt so stark verlangsamen wie der Mond, was bedeutet, dass die Tage 48 Stunden betragen würden, wenn dieser Mond anstelle unseres Mondes auf der Erde eingefangen würde. (Solange der Erfassungsprozess derselbe war.)
Sie müssen sich mit dem 3-Körper-Problem auseinandersetzen, insbesondere dem kleinen Mond, der auf den viel größeren Mond zugezogen wird und sich dann wegbewegt, und wie dies die Umlaufbahn der kleinen Monde destabilisieren würde.
Die von Ihnen festgelegten Entfernungen könnten dies unterstützen, aber die Berechnung der Auswirkungen dieser zusätzlichen Masse ist interessant.
Größere Planeten können mehr Monde unterstützen, da sie viel größere Gravitationsquellen haben und die Umlaufbahnen der Monde weit genug voneinander entfernt sein können, um sich nicht gegenseitig zu stören.
Der Mars hat zwei Monde, aber sie sind nicht viel mehr als eingefangene Asteroiden und nicht viel Schwerkraft.
Um den zweiten Teil zu beantworten: Der kleine Mond hätte seine eigene kleine Flut. Wenn die vom zweiten Mond verursachten Gezeiten mit dem ersten synchronisiert würden, wären sie größer als die bereits massiven Gezeiten, wie Sie bereits dachten.
HDE226868
Monika Cellio
Mikey
Sherwood Botsford