Ist es möglich, einen nicht gezeitengebundenen Mond zu haben?

Ja. Gezeitensperre ist das Ende eines Prozesses (der Gezeitenbeschleunigung), der Millionen von Jahren dauern könnte. Ein Mond (oder jeder andere Körper, der einen größeren Körper umkreist) wird die Gezeitensperre vermeiden …

• je massiver es ist,
• desto schneller dreht es sich zunächst um seine Achse, und
• desto weiter umkreist es zunächst den größeren Körper.

Die Stärke der Gezeiten nimmt proportional zur Kubikzahl der Entfernung zwischen den Körpern ab, daher ist die Komponente „Entfernung“ der Gleichung bei weitem die wichtigste.

Wenn der Mond vor kurzem eingefangen wurde (in geologischer Hinsicht), wird es einige Zeit dauern, bis er von den Gezeiten erfasst wird. Es wird viel länger dauern, wenn es in einer weit entfernten Umlaufbahn eingefangen wurde. Und noch länger, wenn es sich beim Fangen schnell drehte. Beachten Sie jedoch, dass die Verlangsamung der Drehung des Mondes zu Reibung führt, wenn die Gezeitenbeschleunigung zu wirken beginnt. Erwarten Sie einen geologisch aktiven Mond, der von den planetaren Gezeiten aufgewühlt wird.

Als Referenz: Ein erdgroßer Mond, der einen saturngroßen Planeten in einer Entfernung von einer Million km umkreist, würde nur etwa 12 Tage brauchen , um eine Umlaufbahn zu absolvieren. Für einen kleineren Gasriesen (mit der Masse von Neptun) könnten Sie ein Erdanalog in einer Entfernung von 2 Millionen km mit einer Periode von 76 Tagen haben . Spielen Sie einfach mit den Zahlen in den Gleichungen herum (WolframAlpha ist Ihr Freund!).

Ja, aber die Dinge können nicht genau so sein, wie Sie es sich wünschen.

Mit den gegebenen Werten für Umlaufradius und Umlaufzeit (angenommen 60 Tage für „ein paar Monate“) lässt sich aus dem dritten Keplerschen Gesetz ableiten, dass die Masse des Grundkörpers etwa 2,2*10^25 kg betragen muss, also etwa ein Viertel der Masse des Uranus. Diese Zahl wäre kleiner, wenn Sie eine größere Umlaufzeit wünschen. Gasriesen dieser Größe sollten möglich sein, aber es ist nicht bekannt, ob es welche gibt, und er wird nicht in der Nähe von Saturn sein, der etwa 25-mal größer ist als dieser Gasriese.

Aus diesem Grund ist es unmöglich, alle drei Werte dort zu haben, wo Sie sie haben möchten. Sie müssen auswählen, ob Sie den Umlaufzeitradius, die Umlaufzeit oder die Masse des Grundkörpers ändern möchten.

Wenn Sie den Umlaufradius ändern, um viel weiter als eine Million Kilometer zu umkreisen, aber die angegebene Umlaufzeit und den Mutterkörper haben, dann befindet er sich in einer ähnlichen Situation wie Iapetus , aber etwas näher. Iapetus ist gezeitenabhängig an Saturn gebunden, daher kann man davon ausgehen, dass es dort draußen auch einen anderen Mond geben würde.

Wenn Sie die Umlaufzeit ändern, um schneller zu umkreisen, aber einen Umlaufradius und einen Mutterkörper angegeben haben, dann ist das ähnlich wie bei Titan . Titan ist auch in Bezug auf die Größe näher an dem, was Sie wollen, da es volumenmäßig größer ist als Merkur, aber es ist immer noch gezeitenabhängig, sodass jeder andere Mond da draußen wahrscheinlich immer noch gezeitenabhängig ist.

Wenn Sie die Masse des Mutterkörpers verringern, gibt es keine ähnlichen Beispiele, da es in unserem Sonnensystem keine Objekte dieser Größe zu betrachten gibt. Der „Mond“ hätte jedoch bei gleicher Dichte der Erde eine Masse von 4,0 * 10^25 kg. In diesem Fall wäre es kein Mond, es wäre der Planet dieses Systems, und der Gasriese „Planet“ wäre sein Mond, und dieses System würde dem Pluto-Charon-System ähneln.

Leider gibt Ihnen keine dieser Situationen einen Mond, der nicht gezeitenabhängig ist, was Sie angefordert haben. Es gibt jedoch eine Alternative, die für Ihre Geschichte funktionieren könnte:

Merkur ist nahe genug an der Sonne, dass Gezeitenkräfte seine Rotation dominieren sollten, aber er hat eine hohe Exzentrizität von 0,2, die eine echte Gezeitensperre verhindert. Stattdessen hat Merkur eine Spin-Bahn-Resonanz von 3:2 . Ihr Mond könnte in eine nähere Umlaufbahn gebracht werden, sodass seine Umlaufdauer einige Tage beträgt, und dann aufgrund einer hohen Exzentrizität eine gewisse Umlaufbahnresonanz erhalten. Wenn die Umlaufzeit 60 Stunden beträgt, dann wäre eine 5:2-Spin-Umlaufbahn-Resonanz für einen 24-Stunden-Tag angemessen. Nun, dies wird die gewünschte Umlaufzeit stören, und die Entfernung wird ziemlich schwanken, aber es wird einen Mond in der Nähe des Gasriesen mit einem 24-Stunden-Tag und einer längeren Umlaufzeit geben.

Wenn der Planet oder Mond eine exzentrische Umlaufbahn hat, wie Merkur, kann er sich weiter drehen. Merkur hat eine 3:2-Resonanzsperre – er dreht sich dreimal für alle zwei Umlaufbahnen. Andere resonante Sperren sind möglich, solange die gleiche oder die entgegengesetzte Hemisphäre an jeder Periapsis der primären zugewandt ist.

Es ist nicht wirklich plausibel, dass ein bewohnbarer Mond einen Gasriesen umkreist und nicht gezeitenabhängig ist. Wie pablodf76, der diesbezüglich optimistischer ist, sagt, liegt die Zeitskala für die Sperrung bei Millionen von Jahren. Dies muss mit den Milliarden von Jahren verglichen werden, die intelligentes Leben benötigte, um sich auf der Erde zu entwickeln.

Es ist wahr, dass die Zeitskala viel länger wird, wenn Sie weiter entfernt sind, aber wie Jarred Allen sagt, ist Iapetus weit vom Saturn entfernt (mehr als 3,5 Millionen km) und immer noch von den Gezeiten erfasst. Tatsache ist, dass jeder große Mond im Sonnensystem gezeitenabhängig ist.

Sie können sich ein Einfangszenario vorstellen, aber denken Sie daran, dass Sie möchten, dass sich das Leben auf dem Mond entwickelt. Der Mond und der Gasriese müssen also beide Milliarden von Jahren in der bewohnbaren Zone sein, bevor der Mond durch Einfangen endlich wirklich zum Mond wird. Nicht unmöglich, aber unglaublich unwahrscheinlich.