Apakah bulan memiliki bulan?

Sudahkah kita menemukan satelit alami dari satelit alami planet atau planet kerdil? Bahkan sangat kecil, atau relatif berumur pendek - mis. Ikal di sekitar bulan Saturnus, beberapa meteorit yang mengorbit bulan Jupiter, atau sesuatu untuk mengorbit Charon? Atau apakah Bintang-Planet-Bulan adalah tingkat rekursi orbital alami yang paling dalam?

natural-satellites

— SF.
sumber

Saya tidak memiliki bukti kuat tetapi saya pikir bulan didefinisikan sebagian dengan mengorbit sebuah planet dan mungkin hanya menjadi satelit alami. Itu dengan asumsi objek tidak ditarik ke orbit planet dengan tarikan yang jauh lebih kuat.

— RhysW

Saya cenderung menggunakan judul yang lebih deskriptif daripada akurat secara faktual; Saya cenderung menjelaskan lebih banyak dan berpegang teguh pada tata nama yang tepat di badan pertanyaan yang sebenarnya. Adapun "asumsi", well, itulah pertanyaan ini bertanya tentang!

— SF.

Hmmm pada level apa Anda ingin kami berhenti? Karena saya tidak berpikir ada batas ukuran yang tepat atau batas berapa banyak iterasi objek yang lebih kecil yang mengorbit yang lebih besar. Contohnya , Rhea mungkin memiliki sistem cincinnya sendiri, yang, jika benar, berarti ia memiliki moonlets kecil . Saya juga ingat bahwa penutup antena mengambang di sekitar ISS , meskipun itu sudah merupakan sistem satelit buatan ganda LOL. Ada juga beberapa orbit aneh yang mungkin, seperti orbit tapal kuda yang dapat menjebak asteroid di antara dua tubuh. ;)

— TildalWave

@TildalWave: Jika ada setiap tingkat untuk alam satelit, saya ingin tahu itu. (Satelit buatan seperti penutup antena tidak masuk hitungan). Jika Rhea memiliki cincin, itu yang akan saya cari. Setiap orbit periodik akan berfungsi, tetapi tolong jangan ada cheat seperti dua orbit elips minimal yang tumpang tindih yang membuat tubuh bergerak di jalur melingkar relatif satu sama lain meskipun tidak benar-benar berinteraksi secara gravitasi satu sama lain, hanya mengikuti jalur independen di sekitar planet mereka.)

— SF.

Terus terang saya tidak tahu harus mulai dari mana. Ini seperti menanyakan berapa banyak roda gigi yang bisa berada dalam jarum jam dan masih membuatnya menunjukkan waktu yang sebenarnya. Sistem planet dapat menjadi serumit teori seperti yang mampu kita bayangkan, dan serumit kenyataan yang dapat kita amati.

— TildalWave

Jawaban:

Saya tidak berpikir ada apa dalam sistem surya. Kami memiliki sekitar 250 asteroid dengan bulan . Cincin Rhea tampaknya menjadi satu-satunya pengecualian.

Sunting: Awalnya saya berkata "bulan dengan bulan akan menjadi sistem yang tidak stabil , karena pengaruh gravitasi planet ini." @Florian tidak setuju dengan ini. Namun, jawabannya lebih kompleks daripada bola Hill saja.

Pada perkiraan pertama, bola Hill memberikan jari-jari di mana orbit di sekitar bulan bisa stabil. Radius Moon's Hill kami adalah 64000 km.

Untuk Bulan kita sendiri, kita tahu bahwa sebagian besar orbit rendah tidak stabil karena adanya mascons : konsentrasi massa di bawah permukaan yang membuat medan gravitasi Bulan terasa tidak merata. Hanya ada empat kecenderungan di mana sebuah objek yang mengorbit Bulan menghindari semua mascon dan akan stabil: 27º, 50º, 76º, dan 86º.

Orbit tinggi di atas Bulan juga tidak semuanya aman: di atas 1.200 km dan kemiringan lebih dari 39.6º, gravitasi Bumi mengganggu orbit satelit. Perhatikan bahwa orbit-orbit ini nyaman di dalam bola Bukit Bulan.

Ada orbit stabil di kecenderungan tinggi dan eksentrisitas tinggi:
Orbit bulan yang stabil

Adapun bulan-bulan lain di tata surya: kebanyakan dari mereka lebih kecil dan mengorbit di sekitar planet yang lebih besar, sehingga bola Hill mereka kecil, dan gravitasi planet akan mengganggu banyak volume di dalam bola Bukit juga.

Bulan di bawah batas di mana gravitasi mereka cukup kuat untuk membuat mereka bulat, akan memiliki masalah dengan medan gravitasi yang tidak merata. Maskot juga bisa ada.

— Hobbes
sumber

"bulan dengan bulan akan menjadi sistem yang tidak stabil" - ini tidak benar. Orbits stabil di dalam bola Hill. BTW, tolong jangan gunakan artikel popsci.com sebagai "bukti pendukung".

— Florin Andrei

Jangan ragu untuk menulis jawaban yang lebih baik.

— Hobbes

Lagi pula, artikel itu tidak menyebutkan "sistem tidak stabil" :)

— Py-ser

Nah, 'batu-batu besar hingga beberapa desimeter' di dalam cincin Rhea sebenarnya bukan 'bulan' tetapi saya tidak akan ragu menyebut mereka 'satelit alami', jadi, ya, ini jelas merupakan kasus sebuah satelit di planet dengan milik sendiri satelit alami.

— SF.

Ada jawaban sebelumnya di sini mengklaim bahwa "bulan dengan bulan akan menjadi sistem yang tidak stabil". Itu tidak benar.

Secara intuitif: Tentu saja satelit dapat memiliki satelit dengan orbit stabil jangka panjang. Pikirkan Bumi yang mengorbit Matahari, dan Bulan yang mengorbit Bumi. Orbit Bulan (satelit satelit) adalah stabil jangka panjang.

Lebih teliti:

Orbit satelit satelit akan stabil jika cukup dalam di dalam bola Hill , dalam apa yang disebut wilayah stabilitas sejati. Batasnya agak kabur, tetapi wilayah sebenarnya dari stabilitas biasanya adalah 1/3 hingga 1/2 dari bola Hill.

Jika Anda melihat potensi gravitasi, bola Hill adalah area di mana kontur menjadi melingkar. Jauh ke dalam zona itu, orbitnya stabil untuk jangka panjang:

masukkan deskripsi gambar di sini

Intinya adalah: Bulan dapat memiliki bulan sendiri jika cukup besar, dan cukup jauh dari planet ini, dan jika bulan sekunder cukup dekat dengan bulan primer.

Salah satu cara untuk menghitung bola Hill diberikan pada halaman wiki yang tertaut di atas. Beberapa matematika dapat ditemukan di sini:

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

Beberapa artikel tambahan tentang masalah stabilitas jangka panjang orbit satelit:

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

— Florin Andrei
sumber

-1, jawaban ini salah. Bola Hill hanya perkiraan, dan untuk bulan, itu bukan perkiraan yang baik dari wilayah stabilitas. Bola Hill mengabaikan gangguan seperti gravitasi non-bola, benda gravitasi lainnya (misalnya, Matahari dalam kasus Bukit bola Bulan), efek seperti mekanisme Kozai, dan gaya non-gravitasi.

— David Hammen

Secara teori dimungkinkan bahwa bulan-bulan alami bulan ada di orbit yang stabil. Ada makalah 2018 yang mengeksplorasi topik ini. Perhitungan mereka menunjukkan bahwa beberapa bulan di tata surya sebenarnya secara teoritis mampu menampung bulan-bulan yang sudah berumur, termasuk Saturnus Titan dan Iapetus, Callisto Jupiter, dan Bulan Bumi. Namun, sampai sekarang, bulan-bulan seperti itu masih belum teramati. (Kebetulan, ada daftar istilah yang diusulkan untuk bulan-bulan bulan, yang paling populer yang tampaknya "submoon" dan "moonmoon".)

Artikel ini memiliki ringkasan makalah yang bagus.

Memang benar bahwa bola Hill adalah perkiraan, dan bahwa gangguan dari benda gravitasi lain dan radiasi dapat mengacaukan orbit bahkan di dalam bola Bukit tubuh. Namun, itu adalah perkiraan yang layak bahwa jika sebuah orbit berada dalam setengah dari jari-jari Hill sphere, maka orbit itu akan stabil untuk dalam urutan miliaran tahun.

Makalah ini memiliki beberapa grafik yang menunjukkan bahwa ada beberapa bulan di tata surya yang dapat memiliki kapal selam skala 10 km yang stabil untuk setidaknya usia tata surya, di bawah pengaruh pasang surut planet-bulan:

Akan tetapi, penulis makalah mencatat bahwa grafik di atas tidak memperhitungkan ketidakstabilan dinamis seperti distribusi massa yang tidak biasa di Bulan, gangguan Matahari-Bumi, interaksi dinamis antara bulan-bulan dalam sistem multi-bulan, dan peristiwa hamburan dinamis antar planet.

Punggungan khatulistiwa Iapetus mungkin mengisyaratkan keberadaan submoon masa lalu. Levison et al. (2011) berteori bahwa punggungan ini berasal dari tabrakan yang menghasilkan submoon, di mana submun itu didorong keluar secara miring dan sabuk puing-puing didorong ke dalam untuk menciptakan punggungan. Atau, Dombard et al. (2012) berteori bahwa ikat pinggang itu disebabkan oleh submoon secara spiral ke dalam dan terpisah secara acak.

Namun, kami masih belum benar-benar melihat submoons secara langsung. Salah satu alasannya mungkin karena terlalu kecil untuk dilihat. Akan sangat sulit untuk menemukan sesuatu selebar 10 meter yang mengorbit Bulan, apalagi Titan.

Meskipun fakta bahwa kita belum melihat satu pun dari hal-hal yang secara teoritis lebih besar ini menunjukkan bahwa mungkin ada beberapa alasan lain mengapa mereka tidak biasa.

Misalnya, mungkin terlalu sulit bagi mereka untuk terbentuk di tempat pertama, dalam kekacauan gas dan debu yang melingkari bintang bayi. Pasang surut juga membuat orbit bulan membesar dari waktu ke waktu, jadi apa yang nyaman dengan real estat saat ini tidak akan miliaran tahun yang lalu. Sebagai contoh, Bulan kemungkinan terbentuk dalam beberapa jari-jari Bumi dari planet kita, yang mungkin terlalu dekat dengan planet ini untuk membuat submade menjadi layak. Dan mungkin itu terlalu jarang dan tidak mungkin bagi sebuah bulan untuk menangkap asteroid dan membuatnya menjadi sebuah submoon.

— ahiijny
sumber