У некоторых лун может быть собственная луна

Четыре спутника Солнечной системы - и один предполагаемый exomoon - могут быть достаточно большими и достаточно далеко от их родного мира, чтобы держаться за крошечные спутники в течение миллиардов лет. Четыре спутника Солнечной системы - и один предполагаемый exomoon - могут быть достаточно большими и достаточно далеко от их родного мира, чтобы держаться за крошечные спутники в течение миллиардов лет

Луна Сатурна Япет, видимая на этом снимке с космического корабля Кассини, является одной из четырех лун в Солнечной системе, которая потенциально может удерживать субмун на стабильных орбитах.
NASA / JPL-Caltech / Институт космических наук

Кажется, что спутники, планеты и звезды следуют четкой иерархии: планеты движутся по орбите, а планеты вращаются по звездам. Но теперь два исследователя спрашивают, может ли луна иметь свои собственные луны.

Исследователи сообщают, что если первичная луна достаточно велика или находится на орбите достаточно далеко от своей планеты, то «субмуна» может существовать на стабильной орбите в течение миллиардов лет. 8 октября на препринте астрономии arXiv , Более того, некоторые из спутников нашей Солнечной системы, кажется, отвечают всем требованиям.

«Первоначально я отвечал на вопрос, который мой сын задал мне четыре года назад», - говорит Джуна Коллмайер (обсерватории Карнеги), которая является соавтором статьи вместе с Шоном Рэймондом (Университет Бордо, Франция). Растущее свидетельство для Луна размером с Нептун, вращающаяся вокруг экзопланеты размера Юпитер Kepler-1625b побудил исследователей донести свои идеи до сообщества.

Задача субмесяца - найти орбиту, которая уравновешивает конкурирующие влияния родительской луны и планеты-хозяина. Субмуна будет вызывать приливы на Луне, которые она будет вращать, что приведет к обратной связи с Сублуной и изменит ее орбиту. Близлежащая планета усложняет ситуацию, гравитационно изменяя скорость, с которой вращается луна, что также меняет орбиту суб-луны.

«Есть зона Златовласка, где у вас стабильные орбиты», объясняет Коллмайер. «Если сублун подойдет слишком близко, он упадет на принимающую луну. Если он вращается слишком далеко, он становится гравитационно не связанным ».

Используя предыдущие анализы лун вокруг планет, прижатых к их звездам, в качестве отправной точки, Коллмайер и Рэймонд подсчитали, насколько большой должна быть луна, чтобы удерживать субмуну шириной примерно 10 километров в течение возраста Солнечной системы, примерно 4,6 миллиарда лет. Результаты варьируются - например, чем больше луна, тем ближе она может быть к планете. В некоторых случаях, однако, существует слияние размеров луны и орбиты, в которых может выжить сублун.

Четыре луны в нашей солнечной системе соответствуют: луна Земли; Луна Юпитера Каллисто; и две луны Сатурна, Япет и Титан. Раздутый спутник Kepler-1625b также может работать, хотя исследователи отмечают, что очевидный высокий наклон орбиты Луны может привести к осложнениям.

Идея о том, что у луны может быть приманка, не так уж и безумна, говорит Алекс Тичи (Колумбийский университет), который помог обосновать спутник вокруг Кеплера-1625б , «Физика, лежащая в основе расчета устойчивости сублун… проста», - говорит он. Хотя он отмечает, что в обозримом будущем в других солнечных системах будет невозможно обнаружить сублуну - даже спутник размером с Нептун, вероятно, будет меньше, чем карликовая планета Церера.

«Более интересный вопрос заключается в том, можем ли мы обнаружить один из этих объектов в нашей солнечной системе, или могут быть какие-то доказательства того, что одна из этих субмун когда-то существовала», - говорит Тичи. Некоторые исследователи предполагают, что 20-километровый хребет, который окружает луну Сатурна Япета может быть остатки субмун это было разорвано гравитацией спутника и затем лилось дождем на поверхность. «Это очень интригующая гипотеза».

Рекомендации:

JA Kollmeier и SN Raymond. « Могут ли спутники иметь спутники? ”ArXiv.org. 8 октября 2018 г.

А.Дж. Домбард и соавт. " Задержка формирования экваториального гребня на Япете из подспутника, созданного в результате гигантского удара Журнал геофизических исследований: планеты . 7 марта 2012 г.