Haben Monde Monde?

Haben wir irgendwelche natürlichen Satelliten von natürlichen Satelliten von Planeten oder Zwergplaneten entdeckt? Sogar sehr klein oder relativ kurzlebig – zB Ringe um die Saturnmonde, einige Meteoriten, die Jupitermonde umkreisen, oder etwas, das Charon umkreist? Oder sind die Sternen-Planeten-Monde die tiefste natürlich vorkommende Orbitalrekursionsebene?

Ich habe keine harten Beweise, aber ich denke, ein Mond wird teilweise dadurch definiert, dass er einen Planeten umkreist und ansonsten nur ein natürlicher Satellit sein könnte. Das setzt voraus, dass das Objekt nicht durch seine viel stärkere Anziehungskraft in die Umlaufbahn des Planeten gezogen wird.
Ich neige dazu, Titel zu verwenden, die eher beschreibend als sachlich korrekt sind; Ich neige dazu, mehr zu erklären und mich an die richtige Nomenklatur im eigentlichen Fragetext zu halten. Was "annehmen" angeht, nun, darum geht es in dieser Frage!
Hmmm, auf welcher Ebene sollen wir aufhören? Weil ich nicht glaube, dass es eine angemessene Größenbeschränkung oder eine Grenze dafür gibt, wie viele Iterationen kleinerer Objekte, die ein etwas größeres umkreisen, möglich sind. In diesem Fall könnte Rhea ein eigenes Ringsystem haben, was, wenn es stimmt, bedeuten würde, dass es dann winzige Mondchen hat. Ich erinnere mich auch an die Antennenabdeckung, die um die ISS schwebte , obwohl das bereits ein duales künstliches Satellitensystem ist LOL. Es sind auch einige verrückte Umlaufbahnen möglich, wie die Hufeisenbahnen, die Asteroiden zwischen zwei Körpern einfangen können. ;)
@TildalWave: Wenn es irgendein Niveau für natürliche Satelliten gibt, würde ich es gerne wissen. (künstliche Satelliten wie diese Antennenabdeckung zählen nicht). Wenn Rhea einen Ring hat, würde ich danach suchen. Jede periodische Umlaufbahn würde funktionieren, aber bitte keine Cheats wie zwei überlappende minimal elliptische Umlaufbahnen, die die Körper auf kreisförmigen Bahnen relativ zueinander bewegen lassen, obwohl sie nicht wirklich gravitativ miteinander interagieren, sondern nur einem unabhängigen Pfad um ihren Planeten folgen.)
Ehrlich gesagt weiß ich nicht, wo ich anfangen soll, darauf zu antworten. Es ist ein bisschen so, als würde man fragen, wie viele Zahnräder in einem Uhrwerk sein können und es trotzdem die wahre Zeit anzeigt. Planetensysteme können theoretisch so komplex sein, wie wir uns vorstellen können, und in der Realität so komplex, wie wir beobachten können.
@TildalWave: Es ist eher so: "Verwendet das Swatch-Modell 5/1960 irgendwelche Planetengetriebe?" - Ich frage nicht theoretisch, ich frage nach tatsächlichen Entdeckungen.
Eine interessantere Frage in diesem Zusammenhang ist, warum – mit der anomalen Ausnahme der Erde – keiner der inneren Planeten des Sonnensystems Monde hat? Schließlich ist die Erde in gewisser Weise nur ein Mond der Sonne, also könnte die gleiche Frage über unseren Mond gestellt werden, der nach dieser Überlegung ein Mond von einem Mond ist. Der Mars hat zwei Asteroiden eingefangen, also zählen sie nicht: Sie wurden nicht durch die gleichen Prozesse gebildet, die den Mars geschaffen haben. Die Prozesse, die Merkur, Venus und Mars hervorbrachten, schufen keine Monde, also sind sie offensichtlich nur Gasriesen gemeinsam. Wieso den?

Antworten (3)

Ich glaube nicht, dass es im Sonnensystem welche gibt. Wir haben ungefähr 250 Asteroiden mit Monden . Rheas Ring scheint die einzige Ausnahme zu sein.

Bearbeiten: Ursprünglich sagte ich: "Ein Mond mit einem Mond wäre aufgrund des Gravitationseinflusses des Planeten ein instabiles System ." @Florian ist damit nicht einverstanden. Die Antwort ist jedoch komplexer als die der Hill-Sphäre allein.

In erster Näherung gibt die Hill-Sphäre einen Radius an, in dem Umlaufbahnen um einen Mond stabil sein könnten. Der Radius unseres Mondhügels beträgt 64000 km.

Für unseren eigenen Mond wissen wir, dass die meisten niedrigen Umlaufbahnen aufgrund von Mascons instabil sind : Massenkonzentrationen unter der Oberfläche, die das Gravitationsfeld des Mondes merklich ungleichmäßig machen. Es gibt nur vier Neigungen , bei denen ein Objekt, das den Mond umkreist, alle Mascons vermeidet und stabil wäre: 27º, 50º, 76º und 86º.

Auch hohe Umlaufbahnen über dem Mond sind nicht immer sicher: Über 1200 km und Neigungen von mehr als 39,6º stört die Schwerkraft der Erde die Umlaufbahn des Satelliten. Beachten Sie, dass diese Umlaufbahnen bequem innerhalb der Moon's Hill-Sphäre liegen.

Es gibt stabile Umlaufbahnen bei hohen Neigungen und hoher Exzentrizität:
Stabile Mondumlaufbahn

Was andere Monde im Sonnensystem betrifft: Die meisten von ihnen sind kleiner und umkreisen größere Planeten, daher sind ihre Hill-Sphären klein, und die Schwerkraft des Planeten wird auch einen Großteil des Volumens innerhalb der Hill-Sphäre stören.

Monde unterhalb der Grenze, wo ihre Schwerkraft stark genug ist, um sie kugelförmig zu machen, haben Probleme mit ungleichmäßigen Gravitationsfeldern. Es können auch Maskottchen anwesend sein.

"Ein Mond mit einem Mond wäre ein instabiles System" - das ist falsch. Umlaufbahnen sind innerhalb der Hill-Sphäre stabil. Übrigens, bitte verwenden Sie keine Artikel von popsci.com als "unterstützende Beweise".
Fühlen Sie sich frei, eine bessere Antwort zu schreiben.
Wie auch immer, der Artikel erwähnt "instabile Systeme" nicht :)
Nun, „Felsbrocken mit einer Größe von bis zu mehreren Dezimetern“ innerhalb von Rheas Ring sind nicht gerade „Monde“, aber ich würde nicht zögern, sie „natürliche Satelliten“ zu nennen, also ja, dies ist eindeutig ein Fall von Satelliten eines Planeten mit eigenem natürliche Satelliten.

Hier gibt es eine vorherige Antwort, in der behauptet wird, dass "ein Mond mit einem Mond ein instabiles System wäre". Das ist falsch.

Intuitiv: Natürlich können Satelliten Satelliten mit langzeitstabilen Umlaufbahnen haben. Denken Sie an die Erde, die die Sonne umkreist, und den Mond, der die Erde umkreist. Die Umlaufbahn des Mondes (des Satelliten eines Satelliten) ist langzeitstabil.

Noch strenger:

Die Umlaufbahn eines Satelliten ist stabil, wenn er tief genug innerhalb der Hill-Sphäre liegt, innerhalb der sogenannten wahren Stabilitätsregion. Die Grenzen sind etwas verschwommen, aber der wahre Stabilitätsbereich ist typischerweise das untere 1/3 bis 1/2 der Hill-Sphäre.

Wenn Sie sich das Gravitationspotential ansehen, ist die Hill-Sphäre der Bereich, in dem Konturen kreisförmig werden. Tief in dieser Zone sind Umlaufbahnen langzeitstabil:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Fazit ist: Ein Mond kann seine eigenen Monde haben, wenn er groß genug und weit genug vom Planeten entfernt ist und wenn die Sekundärmonde nahe genug am Primärmond sind.

Eine Möglichkeit, die Hill-Sphäre zu berechnen, ist auf der oben verlinkten Wiki-Seite angegeben. Etwas mehr Mathematik finden Sie hier:

http://www.jgiesen.de/astro/stars/roche.htm

Ein paar zusätzliche Artikel zum Thema Langzeitstabilität von Satellitenumlaufbahnen:

http://mnras.oxfordjournals.org/content/391/2/675.full

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/001910359190039V

http://mnras.oxfordjournals.org/content/373/3/1227.full

-1, diese Antwort ist falsch. Die Hill-Sphäre ist nur eine Annäherung, und für einen Mond ist sie keine gute Annäherung an den Stabilitätsbereich. Die Hill-Sphäre ignoriert Störungen wie nicht-sphärische Gravitation, andere Gravitationskörper (z. B. die Sonne im Fall der Hill-Sphäre eines Mondes), Effekte wie den Kozai-Mechanismus und nicht-gravitative Kräfte.

Es ist theoretisch möglich, dass Monde von Monden gravitativ gesehen in stabilen Umlaufbahnen existieren. Soweit mir bekannt ist, wurden jedoch noch nie natürliche Monde von Monden beobachtet . (Übrigens gibt es eine Liste vorgeschlagener Begriffe für Monde von Monden, von denen die beliebtesten "Submoon" und "Mondmond" zu sein scheinen.)

Es gibt ein Papier aus dem Jahr 2018 , das sich mit diesem Thema befasst. Ihre Berechnungen zeigen, dass mehrere Monde im Sonnensystem theoretisch tatsächlich in der Lage sind, langlebige Monde von Monden zu beherbergen, darunter Saturns Titan und Iapetus, Jupiters Callisto und der Erdmond.

Dieser Artikel enthält eine gute Zusammenfassung des Papiers.

Es ist wahr, dass die Hill-Sphäre eine Annäherung ist und dass Störungen durch andere Gravitationskörper und Strahlung eine Umlaufbahn sogar innerhalb der Hill-Sphäre eines Körpers destabilisieren können. Es ist jedoch eine anständige Schätzung, dass, wenn eine Umlaufbahn innerhalb des halben Radius der Hill-Sphäre liegt, diese Umlaufbahn in der Größenordnung von Milliarden von Jahren stabil wäre.

Das Papier enthält einige Grafiken, die zeigen, dass es einige Monde im Sonnensystem gibt, die Submonde im 10-km-Maßstab haben können, die mindestens für das Alter des Sonnensystems unter dem Einfluss von Planet-Mond-Submond-Gezeiten stabil sind:

Abbildung 1. Monde der Monde – Der Parameterraum, in dem der Mond eines bestimmten Planeten unter der Wirkung von Planet-Mond-Submond-Gezeiten einen langlebigen Submond beherbergen könnte

Die Autoren des Artikels weisen jedoch darauf hin, dass die obigen Grafiken dynamische Instabilitäten wie die ungewöhnlichen Massenverteilungen des Mondes, Sonne-Erde-Störungen, dynamische Wechselwirkungen zwischen Monden in Mehrmondsystemen und dynamische Streuereignisse zwischen Planeten nicht berücksichtigen.

Der Äquatorkamm von Iapetus könnte jedoch auf die Existenz eines vergangenen Submonds hindeuten. Levisonet al. (2011) theoretisierten, dass dieser Kamm von einer submonderzeugenden Kollision herrührt, bei der der Submond durch die Gezeiten nach außen und der Trümmergürtel durch die Gezeiten nach innen gedrückt wurde, um den Kamm zu erzeugen. Alternativ haben Dombard et al. (2012) theoretisierten, dass der Gürtel durch einen Submond verursacht wurde, der sich spiralförmig nach innen bewegte und durch die Gezeiten auseinander geschreddert wurde.

Iapetus, mit einem Bergrücken, der seinen Äquator umgibt

Warum haben wir eigentlich keine Submonde direkt gesehen? Ein Grund könnte sein, dass sie zu klein sind, um gesehen zu werden. Es wäre ziemlich schwierig, etwas 10 Meter breites zu entdecken, das den Mond umkreist, geschweige denn Titan.

Obwohl die Tatsache, dass wir keine dieser theoretisch möglichen größeren gesehen haben, darauf hindeutet, dass es einen anderen Grund geben könnte, warum sie nicht alltäglich sind.

Zum Beispiel kann es für sie einfach zu schwierig sein, sich in dem Chaos aus Gas und Staub, das einen Babystern umkreist, überhaupt zu bilden. Gezeiten führen auch dazu, dass sich die Umlaufbahnen der Monde im Laufe der Zeit ausdehnen, sodass das, was heute eine bequeme Untermond-Immobilie ist, vor Milliarden von Jahren nicht gewesen wäre. Zum Beispiel hat sich der Mond wahrscheinlich innerhalb mehrerer Erdradien von unserem Planeten gebildet, was dem Planeten viel zu nahe gewesen wäre, als dass ein Submond möglich gewesen wäre. Und vielleicht ist es einfach zu selten und unwahrscheinlich, dass ein Mond einen Asteroiden einfängt und ihn zu einem Submond werden lässt.

Gut gemacht, dass Sie der einzigen Tatsache, die es in diesem Zusammenhang gibt, einige Beachtung schenken: dass es keine Beobachtungen zu diesem Phänomen gibt. Die Quelle, die Sie erwähnen, ist sicherlich eine schwergewichtige Theorie, aber ist sie – in Ermangelung von Beobachtungsbelegen – wirklich glaubwürdig? Wenn vielleicht sein Fokus auf die Gründe gelegt wurde, warum kein solches Objekt gefunden wurde. Was wir mit einiger Sicherheit sagen können, ist, dass das theoretisierte Objekt vermutlich unmöglich ist, weil es tatsächlich keine gibt. Es ist weniger vernünftig, zu implizieren, dass sie es könnten, obwohl sie nicht existieren. Ist das wirklich Wissenschaft?
@ Ed999 Es ist schwer, ein Negativ zu beweisen. Ich würde nicht sagen, dass das Fehlen von Beobachtungsbelegen zwangsläufig die Möglichkeit von Submonden ausschließt; es legt lediglich eine Obergrenze für die Prävalenz/Größe von Submonden fest, basierend auf unseren aktuellen Beobachtungsgrenzen. Vergleichen Sie als eine Art Analogie interstellare Objekte – angeblich passieren mehrere davon jedes Jahr die Erdumlaufbahn, aber wir haben nur das erste im Jahr 2017 und das zweite im Jahr 2019 entdeckt. Es könnte definitiv der Fall sein, dass Submonde dies nicht tun natürlich vorkommen, aber die Theorie könnte dennoch hilfreich sein, um zu wissen, wo man suchen muss, um dies auszuschließen.
Ihre Erklärung ist sinnvoller als das ursprüngliche Papier, das sicherlich auf einer Reihe von unausgesprochenen Annahmen beruhte. Dadurch war es besonders unverdaulich. Wenn eine dieser Annahmen gewesen wäre, dass es nur durch Einfangen auftreten kann, hätte es sehr geholfen, wenn es so gesagt worden wäre. Objekte könnten näher an der Sonne vorbeiziehen als wir, vielleicht ohne sich sogar in derselben Umlaufbahnebene zu befinden; aber weder Merkur noch Venus noch die Erde oder unser Mond haben je einen gefangen, gemäß bestehenden Beobachtungen. Und die Theorie schlägt nur orbitale Entfernungen vor, bei denen es nicht auftreten kann.
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