Czy to możliwe, że Merkury miał naturalnego satelitę, ale przyciąganie grawitacyjne Słońca stało się tak przytłaczające, że rosło z biegiem lat, że po prostu zasysało księżyc Merkurego?
Odpowiedzi:
Im większy obiekt i im dalej od Słońca, tym większa jest jego Sfera Górska . Merkury jest bardzo mały (tylko okołow promieniu od tego, co powiedział @userLTK), a zatem jego „księżyc” zostałby stosunkowo szybko wyrwany przez Słońce. Zobacz to po więcej szczegółów.
Orbita tego księżyca byłaby bardzo niestabilna, a zatem nieprzewidywalna, dlatego może uderzyć w Słońce.
Czy to możliwe, że Merkury miał naturalnego satelitę, ale przyciąganie grawitacyjne Słońca stało się tak przytłaczające, że rosło z biegiem lat, że po prostu zasysało księżyc Merkurego?
Pozwól mi wyjaśnić punkt, że przyciąganie grawitacyjne gwiazdy nie „wciąga rzeczy”. Jedną z definicji orbity jest równowaga między siłą grawitacji a prędkością styczną. Rtęć okrąża Słońce ze średnią (styczną) prędkością około 47 km / s. Gdyby Słońce odciągnęło teoretyczny księżyc od Merkurego, co jest absolutnie możliwe, Księżyc opuściłby uścisk Merkurego z podobną prędkością styczną do Merkurego i wszedłby na orbitę bliską Merkurego. Nie spadłby w Słońce.
Bez zbędnego poruszania tematu orbita prawie rtęciowa byłaby niepewna, ponieważ za każdym razem, gdy leciała obok Merkurego, co jakiś czas, ponieważ orbity albo krzyżowały się lub przechodziły bardzo blisko siebie, a następnie przy każdym zbliżeniu się, dostałby popchnięcie od Merkurego, być może zauważając wzrost ekscentryczności lub zbliżając się do słońca w punktach na swojej orbicie, gdzie mógłby zacząć odparowywać. Nie ma znanych obiektów o mniejszej pół-dużej osi niż Merkury , co oznacza, że orbity prawie rtęciowe nie byłyby długo stabilne.
Jak zauważono w drugiej odpowiedzi, regionem, w którym księżyc może nadal krążyć po orbicie planety, jest Sfera Wzgórza planety, ale dla długoterminowej stabilności orbity ważny jest prawdziwy region stabilności , który wynosi około 1/2 do 1 / 3 promień wzgórza. W przypadku Merkurego, wykorzystując najbliższy Słońce punkt Merkurego o długości około 46 000 km, jego prawdziwy region stabilności znajduje się w odległości od 60 000 km do 85 000 km. Nie jest to dokładna liczba, ale w tej odległości księżyc teoretycznie mógłby okrążyć Merkurego i być bezpieczny przed przyciągnięciem Słońca.
Istnieją jednak inne potencjalne problemy. Rtęć nie jest idealną kulą, jest nieco nierówna, a nierówna planeta jest mniej dobra dla stabilnych satelitów. Ta nierówność nazywa się Mass Concentrations lub Mascons. NASA odkryła, że kiedy próbowali okrążyć dwa satelity wokół Księżyca . Nasz księżyc jest niezwykle niezrównoważony, więc jest szczególnie szkodliwy dla orbit. Rtęć jest znacznie bardziej symetryczna niż Księżyc, więc nie stanowi to większego problemu, ale ma ciężką stronę i lżejszą stronę, która utrzymuje ją porządnie zablokowaną w rezonansie spin / orbita 3/2, więc nie jest idealna dla bliskich orbit.
Innym, potencjalnie jeszcze większym problemem jest to, że przy bliskim orbitującym Księżycu wokół planety zwykle przyciąga się w kierunku planety z powodu tworzenia wypukłości i sił pływowych. Rtęć ma bardzo wolny obrót, więc każdy księżyc, który mógł mieć, prawie na pewno krąży po orbicie przed wybrzuszeniem pływowym, a ta interakcja zbliży Księżyc do planety w czasie. Dzieje się tak w przypadku Marsa i Fobosa . Fobos jest również bardzo mały. Księżyc większego rozmiaru stworzyłby większe wybrzuszenie na planecie, które spowodowałoby, że zacząłby on spiralnie szybciej opadać.
Warto zauważyć, że Merkury, gdy był znacznie młodszy, miał szybki obrót, który został spowolniony przez słońce w czasie, więc jest trochę miejsca na poruszanie się w tym punkcie, jeśli pozwolisz na szybszy obrót w odległej przeszłości, ale dziś , Merkury miałby kłopoty z utrzymaniem Księżyca, ponieważ nie ma dobrego okna pomiędzy zbyt blisko i zbyt daleko.
Nikt nie wie, czy Merkury kiedykolwiek miał księżyc, ale istnieje powód, by sądzić, że nie. 3 metody, z których planeta może uzyskać księżyc, formację, zderzenie lub przechwycenie, są nieco problematyczne dla Merkurego.
Księżyce formacyjne wymagają sporej ilości miejsca, w którym tworzy się planeta, dużej ilości materiału i, co najważniejsze, znacznej ilości momentu pędu. Nie są znane księżyce formujące planety skalne i prawdopodobnie potrzebowałyby one bardziej masywnej planety, aby w ogóle miały szansę na powstanie. Rtęć jest za mała.
Księżyce uderzeniowe są również rzadkie, ponieważ aby stworzyć księżyc uderzeniowy, uderzenie musi być bardzo duże i być może uderzy w planetę pod odpowiednim kątem. Według mojej wiedzy nie ma czegoś takiego jak mały księżyc uderzeniowy. Poszczególne fragmenty gruzu zrzucone z planety przez uderzenie podążyłyby po eliptycznej orbicie z powrotem na planetę. Potrzebujesz masy krytycznej gruzu, zanim gruz będzie miał dość własnego pola grawitacyjnego, aby się zjednoczyć. Z tego powodu uderzenia o wystarczającej wielkości i odpowiednim kącie uderzenia są rzadkie, a księżyce dość duże w stosunku do swoich planet. Nasz Księżyc i Charon to jedyne dwa znane księżyce uderzeniowe.
Schwytane księżyce są zwykle małymi asteroidami, ale teoretycznie mogą być większymi ciałami. Trudność w schwytaniu polega na tym, że wymaga interakcji 3 ciał. Merkury jest głęboko w studni grawitacyjnej Słońca, gdzie obiekty krążą bardzo szybko i nie ma znaczącego trzeciego ciała, które mogłoby pomóc w przechwytywaniu, a ponadto kula Wzgórza Merkurego jest niewielka, więc robienie Merkurego księżycem jest mało prawdopodobne.
Ziemia czasami i tymczasowo przechwytuje Księżyc , ale Księżyc Ziemi może działać jako trzecie ciało, pomagając w schwytaniu, a następnie pomagając w późniejszym wyrzuceniu tego samego ciała, a ja używam słowa Księżyc dość luźno w tym przypadku, ponieważ są one w większości małe i bardzo tymczasowe ciała.
Uważa się, że Mars ma dwie schwytane asteroidy / księżyce, Deimos i Fobos, ale Mars jest nieco dalej od Słońca i bliżej pasa asteroid. Chodzi o to, że chwytanie jest rzadkie. Jasne, Jowisz ma ich kilkadziesiąt, ale Jowisz jest potworem grawitacyjnym.
Tak więc nie chodzi tylko o utrzymanie księżyca, ale przede wszystkim uzyskanie księżyca może być rzadkim wydarzeniem dla skalistej planety blisko Słońca. To nie twoje pytanie, ale pomyślałem, że je tam przedstawię.
Nie chcę mówić nigdy, ponieważ kiedy Układ Słoneczny był bardzo młody, na etapie protoplanet lub późnym ciężkim bombardowaniem. . . Teoretycznie Merkury mógł mieć, teoretycznie, księżyc na skutek wychwytywania lub uderzenia, a gdyby tak było wystarczająco wcześnie, być może nie ma dziś na to dowodów, zwłaszcza że Merkury stracił znaczny procent skorupy .
Ale gdyby Merkury miał dziś księżyc i gdyby ten Księżyc znajdował się na właściwej orbicie, blisko zewnętrznej krawędzi swojego prawdziwego regionu stabilności, taki księżyc mógłby okrążyć planetę przez jakiś czas, być może miliony lat, i nie zrobiłby tego zostać odciągniętym przez Słońce, ponieważ najprawdopodobniej wolniej zwinąłby się w Merkurego, ostatecznie rozpadłby się w układ skalistych pierścieni wewnątrz granicy Roche i z czasem spadł na planetę, a niektóre mniejsze fragmenty gruzu byłyby odchylane od Merkurego przez wiatr słoneczny, ciśnienie radiacyjne i / lub efekt Poyntinga-Robertsona
Okno rtęci, które ma stabilny lub nieco dłuższy księżyc, jest najmniejszą z 8 znanych planet w naszym Układzie Słonecznym. Dalej od Słońca staje się znacznie łatwiejsze.
Mam nadzieję, że nie odpłynąłem zbytnio od swojej odpowiedzi. Pun przeznaczony.