Луны землеподобных планет

[Trend]

В фантастике часто встречаются землеподобные планеты с двумя или большим количеством крупных лун. Хотелось бы узнать насколько это возможно в реальном мире. В Солнечной системе Марс обладает двумя лунами, планеты-гиганты имеют большое количество лун. Но ведь масса этих лун ничтожна по сравнению с планетой, в то время как масса земной Луны довольно велика по сравнению с Землей.

Но могла бы Земля иметь две луны с массой сравнимой с настоящей Луной? Во-первых в настоящее время считается, что Луна возникла из-за столкновения Земли с крупной протопланетой. Мне не известно, могли бы таким способом сформироваться две крупные луны. Во-вторых под вопросом стабильность системы из нескольких крупных лун и сравнительно небольшой планеты.

[Ly_S]

Венера и одного спутника,удержать не смогла (Меркурий). 

[SIB]

Венера и одного спутника,удержать не смогла (Меркурий). 

Не слишком категорично?

[-Юрий-]

Не слишком категорично?

Да, пожалуй, слишком. Здесь Солнце рядом, оно и отняло спутник. А будь Венера с Меркурием подальше, так и ничего.

[SIB]

Я, вообще-то, имел в виду категоричное мнение о том, что Меркурий вообще был спутником Венеры. Пока это только домыслы, притянутые за уши еще в XIX, если не ошибаюсь, веке.

[archetip-z]

Но могла бы Земля иметь две луны с массой сравнимой с настоящей Луной?

Вы скатываетесь к задаче трёх тел
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D0%B4%D0%B0%D1%87%D0%B0_%D1%82%D1%80%D1%91%D1%85_%D1%82%D0%B5%D0%BB
Существующий математический аппарат бессилен её решить.

[Dayan]

Я, вообще-то, имел в виду категоричное мнение о том, что Меркурий вообще был спутником Венеры. Пока это только домыслы, притянутые за уши еще в XIX, если не ошибаюсь, веке.

Согласен с Вами. Вот она – губительная сила руВикипедии, где эта гипотеза в статье про Венеру почему-то выдаётся за правильную.

[Klapaucius]

Но могла бы Земля иметь две луны с массой сравнимой с настоящей Луной?

Вы скатываетесь к задаче трёх тел
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D0%B4%D0%B0%D1%87%D0%B0_%D1%82%D1%80%D1%91%D1%85_%D1%82%D0%B5%D0%BB
Существующий математический аппарат бессилен её решить.

Есть также понятие Сферы Хилла. Решение задачи трёх тел, с оговорками.
Если поместить на орбиту Земли вторую массивную луну, понятно что такая система на таком расстоянии от Солнца долго не проживёт (на самом деле и пробные тела не живут, ведь орбиты всех искусственных спутников Земли недолговечны, максимум миллионы лет, а естественных вообще нет). Марсу полегче, но не сильно (особенно учитывая что он в 9 раз менее массивен чем Земля). Будь один из спутников массивен, второго бы не было (да и первый из-за малой массы Марса и влияния Солнца быстрее бы проэволюционировал чем наша Луна, возможно это и случилось). На орбите Земли возможно планета-гигант смогла бы удерживать несколько спутников лунной массы миллиарды лет.

Я, вообще-то, имел в виду категоричное мнение о том, что Меркурий вообще был спутником Венеры. Пока это только домыслы, притянутые за уши еще в XIX, если не ошибаюсь, веке.

Согласен с Вами. Вот она – губительная сила руВикипедии, где эта гипотеза в статье про Венеру почему-то выдаётся за правильную.

Почитал. С чего это она там выдаётся за правильную? Просто есть. Хотя Ly_S наверное должен был оговорить, что это всего лишь гипотеза.

[Klapaucius]

В фантастике часто встречаются землеподобные планеты с двумя или большим количеством крупных лун. Хотелось бы узнать насколько это возможно в реальном мире.

Если звезда светит в несколько раз сильнее чем Солнце (а масса звёзд на диаграммах "растёт" значительно медленнее чем светимость), это возможно (ведь планету придётся отодвинуть по сравнению с Землёй, и звезда не будет так сильно влиять на её спутники). Но и времени для развития землеподобной жизни у такой звезды будет в несколько раз меньше. Считается, что Солнце прожило половину. И не факт, что условия для жизни на Земле будут ещё хотя бы 1-2 миллиарда лет. Так что несколько крупных лун может и будет, но времени для развития жизни - может и нет. К тому же такие системы будут весьма редки: Солнце и так, несмотря на то что его называют "жёлтым карликом", довольно массивная и яркая звезда. Ведь массивнее и ярче Солнца всего лишь 6% всех звёзд в Галактике. Из них живущих хотя бы миллиард лет наверное меньше половины. А жёлтых и оранжевых карликов, менее ярких чем Солнце, где-то на порядок больше, десятки процентов от всех звёзд. Т.е. "в среднем" орбиты "земель" даже ближе чем орбита Венеры, при почти той же массе звёзд. Не будет и одной луны: за миллиарды лет упадёт или улетит.

[Dayan]

Почитал. С чего это она там выдаётся за правильную? Просто есть. Хотя Ly_S наверное должен был оговорить, что это всего лишь гипотеза.

А вы не могли бы не говорить за других? Может быть Ly_S в это верит.
По поводу Википедии – там написано, что в 19 веке существовала гипотеза, а затем приводится якобы доказательство – чьи-то расчёты, которые кроме утери Меркурия Венерой объясняют ещё чего-то там. И всё на этом, и поскольку не говорится, что это устаревшая гипотеза сегодня не имеет никакой научной ценности, то просто обыватель, читающий эту статью, может подумать, что эта гипотеза верна и сейчас.
Для сравнения – в английской версии статьи вообще ничего подобного этой гипотезе нет.

[Klapaucius]

и поскольку не говорится, что это устаревшая гипотеза сегодня не имеет никакой научной ценности

А Вы уверены, что это должно говориться? Англоязычный вариант обсуждать не вижу смысла, там тоже могут писать всё что угодно.
Я не предлагаю доказывать, что Вы не верблюд, но откуда такая уверенность?

[Klapaucius]

Ещё по теме, автору. Есть модель эволюции системы Земля-Луна. Луна в настоящее время удаляется от Земли со скоростью ~4 см. в год из-за приливных сил. Солнце тоже влияет на систему, но солнечные приливы в настоящее время примерно в 2 раза меньше лунных. А ведь уже для Венеры это было бы не так, и сейчас (будь на Венере океаны и своя такая же луна) лунные приливы были бы равны солнечным. Для этого Луна должна отдалиться от Земли в 1,4 раза. А при скорости в 4 см/год, да ещё с уменьшением, за оставшееся время жизни Солнца этого не произойдёт. Будь у Венеры аналог Луны, или тем более Меркурия (или он сам), это (расставание с луной или падение её на планету)  неизбежно случилось бы, скорее всего  в прошлом. Другой вопрос, что крупных спутников у Венеры в прошлом могло и не быть.

[Dayan]

А Вы уверены, что это должно говориться? Англоязычный вариант обсуждать не вижу смысла, там тоже могут писать всё что угодно.
Я не предлагаю доказывать, что Вы не верблюд, но откуда такая уверенность?

И я не хочу доказывать, что вы – не козёл. Но по поводу Меркурия существуют многочисленные исследования, например, "Мессенджера", также есть исследования Венеры. Не буду их приводить – кому нужно, пусть копают статьи заново сами. Английская Википедия обычно более объективна – не знаю, с чем это связано: может быть с тем, что её аудитория значительно шире, а авторы большинства исследований англоязычны. Кроме русской Википедии, похоже, вообще мало где сказано про то, что Меркурий был спутником Венеры.

[Klapaucius]

И я не хочу доказывать, что вы – не козёл.

Надо было написать "и я не хочу чтобы вы (Вы?) доказывали, что не козёл или другое животное". Или это намеренная грубость?

[Dayan]

А жёлтых и оранжевых карликов, менее ярких чем Солнце, где-то на порядок больше, десятки процентов от всех звёзд. Т.е. "в среднем" орбиты "земель" даже ближе чем орбита Венеры, при почти той же массе звёзд. Не будет и одной луны: за миллиарды лет упадёт или улетит.

Некорректное утверждение. Орбита проградного спутника считается устойчивой, если она имеет размер меньше 0.5 от размера сферы Хилла планеты, для ретроградного – меньше 0.9 размера сферы Хилла http://arxiv.org/abs/1408.6164. Это условие для медленно вращающихся планет. Если, например, планета вращается вокруг оси несколько медленнее, чем Земля, то она может иметь стабильного спутника хоть на орбите ближе Меркурия.
И ещё имеет значение наклон орбиты спутников к орбите планеты вокруг звезды. При превышении угла в 39.2^o начинает работать механизм Козаи. То есть, спутники на полярных орбитах могут быть совсем неустойчивыми на коротких временах даже на орбите Земли.

[Dayan]

Надо было написать "и я не хочу чтобы вы доказывали, что не козёл". Или это намеренная грубость?

Нет, я написал всё правильно. Это у вас была грубость про верблюда, а я ответил взаимностью.

[Klapaucius]

Надо было написать "и я не хочу чтобы вы доказывали, что не козёл". Или это намеренная грубость?

Нет, я написал всё правильно. Это у вас была грубость про верблюда, а я ответил взаимностью.

С моей стороны наоборот была попытка призыва к конструктивному диалогу ("доказать что не верблюд" - распространённое неоскорбительное выражение, и я считаю что применил его уместно), а вы признали что ответили грубостью.
Насчёт механизма Козаи - так это же усугубляет. Насчёт статьи из arxiv.org  - это не доказано, но вполне допускаю. Только

Это условие для медленно вращающихся планет. Если, например, планета вращается вокруг оси несколько медленнее, чем Земля, то она может иметь стабильного спутника хоть на орбите ближе Меркурия.

собственное вращение планеты к понятию Сферы Хилла никакого отношения не имеет.

[Dayan]

"доказать что не верблюд" - распространённое неоскорбительное выражение, и я считаю что применил его уместно

Я этого выражения не знаю, поэтому посчитал его грубостью. Не все обязаны знать это, и поэтому, считаю, я тоже ответил вполне уместно.

Насчёт статьи из arxiv.org  - это не доказано, но вполне допускаю. Только собственное вращение планеты к понятию Сферы Хилла никакого отношения не имеет.

Что не доказано? Что 0.5 и 0.9 размера сферы Хилла, то это доказано численнными методами (правда, не в приведённой статье, но она ссылается на другие, например, эту). И ещё доказано на примере спутников планет Солнечной системы – нет ни одного известного проградного спутника, например, Юпитера или Сатурна, у которого большая полуось (и даже апоцентр) орбиты отстояла бы на расстояние дальше 0.5 радиуса сферы Хилла этих планет.
К самому понятию сферы Хилла собственное вращение планеты отношения не имеет. Но мы же вроде говорим в контексте устойчивости спутников, то вращение планеты влияет на скорость удаления/приближения спутника к ней, а значит на устойчивость: если в процессе удаления орбита спутника превысит эти 0.5 радиуса сферы Хилла (или, в случае приближения, если пересечёт полость Роша планеты), то спутник может быть потерян.

Насчёт механизма Козаи - так это же усугубляет.

Усугубляет, как я сказал уже, если орбита спутника сильно наклонена к орбите планеты, на угол больше 39.2^o, тогда эксцентриситет орбиты спутника через какое-то время (период Козаи) начинает резко меняться. При меньших углах влияние звезды только поворачивает линию апсид орбиты спутника.

[Инопланетянин]

Если, например, планета вращается вокруг оси несколько медленнее, чем Земля, то она может иметь стабильного спутника хоть на орбите ближе Меркурия.

Венера вращается вокруг оси несколько медленнее, чем Земля, она может иметь Стабильного Спутника (известного всей округе парня ) на своей орбите?

[Dayan]

Венера вращается вокруг оси несколько медленнее, чем Земля, она может иметь Стабильного Спутника (известного всей округе парня ) на своей орбите?

Конечно у Венеры нет известных естественных спутников, но мог бы быть – если орбита проградного спутника не выходит за пределы 0.5 радиуса сферы Хилла Венеры (т.е. до примерно 500 тыс км), а также не наклонена к орбите Венеры на угол больше угла Козаи. Но Венера всё же слишком медленно вращается вокруг оси, поэтому её возможный проградный спутник приближался бы к ней – за какое время он пересёк бы полость Роша, нужно считать, конечно (на форуме приводилась соответствующая статья), ещё зависит от начального положения спутника.
Отсутствие спутников у Венеры может означать к примеру то, что у неё их не было изначально, либо что что-то с ними случилось в прошлом (как пример, дестабилизация орбиты из-за столкновения с чем-то, или из-за того, что начальное наклонение орбиты было велико, или же, если было несколько крупных спутников, произошло спутник-спутниковое рассеяние).