Dlaczego żaden satelita nie ma "sub-satelity"?

11.04.07, 20:49
Pytanie jak w tytule. Oczywiście chodzi mi o naturalne satelity w Ukł. Sł.

Dlaczego są maksymalnie tylko trzy stopnie zależności, a nie cztery (słońce –
planeta – satelita – subsatelita)?
Przecież znane są nawet maleńkie planetoidy mające własne satelity (np. Ida -
Daktyl), więc dlaczego nawet nawiększe satelity (galileuszowe, Tytan albo
Tryton) nie mają żadnego?

Czyżby takie orbity były aż tak bardzo niestabilne? W takim razie dlaczego
orbity stają się niestabilne na czwartym a nie trzecim poziomie?
    • speedy13 Re: Dlaczego żaden satelita nie ma "sub-satelity" 12.04.07, 09:14
      Hej

      Myślę że odpowiedź kryje się w mechanizmie powstawania satelitów. Zasadniczo są
      dwa takie mechanizmy:
      - duże i masywne planety (Jowisz) najprawdopodobniej miały własny "mini-dysk"
      protoplanetarny w którym powstawały księżyce, podobnie jak planety powstawaŁy
      wokół Słońca. Wątpię jednak by w takich warunkach mógł utworzyć się "mikro-
      dysk" wokół takiego ksieżyca, księżyc byłby za mały by go sobie utrzymać
      - może się zdarzyć że jakiś kawałek skały, planetoida czy coś przeleci w
      pobliżu jakiejś planety akurat w taki sposÓb że zostanie ściągnięty na jej
      orbitę. Takie rzeczy też się w Układzie słonecznym zdarzaŁy. Ale stosunkowo
      mało masywny księżyc nie ma dużych szans na zrobienie takiej sztuczki; jeśli w
      okolicy pojawi się jakiś obiekt o takich parametrach że mógłby zostać
      przechwycony to w pierwszej kolejności złapie go macierzysta planeta od tego
      księżyca, bo też jest w pobliżu a masę ma większą.
      - zdarza się jeszcze coś takiego jak z naszym Księżycem (aczkolwiek zapewne
      bardzo rzadko) - wielki impakt pod niewielkim kątem spowodował wyrzucenie w
      kosmos wielkiej ilości materii która utworzyła Księżyc. Powtórzenie tego
      mechanizmu w przypadku księżyca wydaje się mało prawdopodobne - taki impakt
      zapewne jest wielką rzadkością, a jakby już się przydarzył to wyrzucona materia
      miałaby wielkie szanse na ściągnięcie przez macierzystą planetę a nie na
      utrzymanie się na orbicie mało masywnego ciała

      Można by się jeszcze zastanowić nad stabilnością orbit wokół małych ciał
      (skądinąd wyczytałem gdzieś że nasz Księżyc nie ma ponoć stałych orbit,
      nierównomierny rozkład jego masy sprawia że trajektorie zaorbitowanych ciał
      szybko deformują się aż do upadku, wszystkie satelity Księżyca muszą mieć
      silniki i co jakiś czas dokonywać korekty swej orbity). Ale tu się czuję trochę
      za cienki w temacie...

      • nocebo Re: Dlaczego żaden satelita nie ma "sub-satelity" 12.04.07, 18:59
        > - może się zdarzyć że jakiś kawałek skały, planetoida czy coś przeleci w
        > pobliżu jakiejś planety akurat w taki sposÓb że zostanie ściągnięty na jej
        > orbitę. Takie rzeczy też się w Układzie słonecznym zdarzaŁy.

        Nie tylko się zdarzały, bo jest trochę takich "ukradzionych" i to dużych
        satelitów (np. Tryton, Phoebe). A dowodem "kradzieży" jest poruszanie się
        ruchem wstecznym :) Chyba nie ma innego wytłumaczenia na taki ruch?


        > Ale stosunkowo
        > mało masywny księżyc nie ma dużych szans na zrobienie takiej sztuczki; jeśli
        w
        > okolicy pojawi się jakiś obiekt o takich parametrach że mógłby zostać
        > przechwycony to w pierwszej kolejności złapie go macierzysta planeta od tego
        > księżyca, bo też jest w pobliżu a masę ma większą.

        Tak, ale idąc tym tropem, to planeta też nie mogłaby złapać sobie obiektu, bo
        Słońce ma większą masę od planety - więc w pierwszej kolejności ono powinno go
        złapać.
        • madcio Re: Dlaczego żaden satelita nie ma "sub-satelity" 12.04.07, 20:12
          > Tak, ale idąc tym tropem, to planeta też nie mogłaby złapać sobie obiektu, bo
          > Słońce ma większą masę od planety - więc w pierwszej kolejności ono powinno go
          > złapać.
          Nie, jeśli czynniki w równaniu się inaczej skalują wraz z zwiększającymi się
          odległościami i masami.
    • nocebo Re: Dlaczego żaden satelita nie ma "sub-satelity" 18.04.07, 23:41
      Mam jeszcze pytanie dodatkowe:

      Czy w Ukł. Sł. istnieją planetoidy obiegające Słońce ruchem wstecznym?
      Jest przecież trochę satelitów obiegających planety takim właśnie ruchem...
      • llukiz Re: Dlaczego żaden satelita nie ma "sub-satelity" 19.04.07, 00:01
        ruchem wstecznym poruszają się wszystkie planety
        • Gość: moxey Re: Dlaczego żaden satelita nie ma "sub-satelity" IP: *.cpe.net.cable.rogers.com 21.04.07, 17:08
          > ruchem wstecznym poruszają się wszystkie planety
          jesli sie mieszka w nowej zelandii..
          • Gość: you-know-who Oto rozwiazanie problemu IP: *.cpe.net.cable.rogers.com 23.04.07, 06:47
            OK, przyznaje bez bicia - nie jest to rozwiazanie pelne, ale to istotny krok do
            pelnego opisu problemu. Brakujaca czesc wywodu (perturbacje sumaryczne,
            zob. ponizej) jest po prostu na razie niezbadana, mimo ze jest w zasadzie jak
            najbardziej do policzenia (tylko nie w jeden wieczor :-)

            Pokaze tu, ze drabina stopni satelitarnych musi sie skonczyc i to bardzo szybko,
            po ok 3 szczeblach. (Tyle moge zrobic w jeden wieczor.)

            Dokladnie takie mysli --dlaczego nie ma satelitow satelitow?
            • Gość: you-know-who oblok Oorta tez jest szczeblem IP: *.scar.utoronto.ca 24.04.07, 00:10
              dodam na uzasadnienie, ze stabilne sa w praktyce orbity w 1/4 strefy
              oddzialywania, iz regula ta dziala niezle takze w przypadku szczebla wyzszego
              niz uklad sloneczny. oblok Oorta, jak mowi wikipedia, a mozna jej wierzyc, ma
              promien 50-100 AU (albo j.a.) co wiadomo z orbit tzw komet nowych.
              dlaczego? to proste: w przypadku Galaktyki jest taka sfera Roche'a slonca, tylko
              ze nazywa sie strefa Jacobiego, i ma rozmiar r_L = (mu/2)^(1/3) a,
              gdzie tym razem mu= masa slonca/masa wszystkiego wewnatrz orbity slonca
              (materia, ciemna materia), zas a=8 kpc jest odlegloscia do centrum Galaktyki.
              uwazny czytelnik dostrzegl ze w miejsce liczby 3 wkradla sie dwojka: to dlatego
              ze zamiast ruchu keplerowskiego mamy w galaktyce ruch z mniej wiecej stala
              predkoscia liniowa (flat rotation curve). niewielka roznica.

              jesli ktos, jak ja, nie pamieta ile jest masy wewnatrz a=8 kpc, M(a), to
              mozemy skorzystac z latwej do zapamietania predkosci rotacji galaktyki
              V=220 km/s; GM(a)/a = V^2 (z dobra dokladnoscia ok 10%, mimo ze ta zaleznosc
              jest scisle tylko ok dla ukladow sferycznych).

              r_L = (M_slonce/2M(a))^(1/3) a = a^(2/3) (G M_slonce /(2 V^2))^(1/3) =
              = 290 AU

              a zatem oblok Oorta siega do granicy stabilnosci ukladu slonecznego w Galaktyce:
              a/r_L = (50-100)/290 ~ 1/4,
              c.n.d.

              PS w poprzednim poscie znalazlem dwie literowki, jedna
              > mu=0.001 (w stos. do slonca).
              powinno byc 3e-6, jak wspomniane nieco wczesniej w tym samym poscie,
              a druga to
              > (1/4)(mu/3)^(1/3) : mu^(1/3) = 4 3^(1/3) = 5.769 ~ 6
              zamiast
              mu^(1/3) : (1/4)(mu/3)^(1/3) = 4 3^(1/3) = 5.769 ~ 6
              >
              • Gość: you-know-who kiedy skoncza sie moje literowki IP: *.scar.utoronto.ca 24.04.07, 00:13
                Oorta sie mierzy w tysiacach Au, nie z AU, i w takich tez jednostkach wyliczylem
                r_L slonca w Galaktyce.
            • nocebo Re: Oto rozwiazanie problemu 26.04.07, 14:31
              > Na koniec, problem ktory zaintrygowal mnie w czasie tych rozwazan:
              > skoro Ksiezyc jest niemal niestabilny, to kiedy de facto stanie sie
              niestabilny
              > (a to zapewne oznacza uderzenie w Ziemie i naprawde koniec swiata; nie to co
              > jakas glupia kometa co 'tylko' zabija wiekszosc zwierzat na Ziemi co ~100 mln
              l
              > at.)
              > Przeciez Ksiezyc oddala sie o 4 cm/rok pod wplywen przyplywow ktore wywoluje
              na
              > Ziemi :-|
              > Czy ktos to policzy? Zapraszam, ja nie wy to jakis moj student moze...
              > wspanialy projekt dla undergardsa na letnia praktyke, nieprawdaz?


              Problem przyszłości orbity Księżyca też mnie od dawna intryguje – kiedyś
              zadałem tutaj o to pytanie ale nikt nic nie odpowiedział :(

              W jednych źródłach czytałem że Księżyc kiedyś uwolni się od Ziemi i odleci w
              siną dal (bo jak sam wspomniałeś oddala się 4cm/rok - bo wywołuje przypływy).
              W innych źródłach czytałem że Księżyc kiedyś spadnie na Ziemię (bo wytraca
              swoją energię - na wywoływanie przypływów).
              • madcio Re: Oto rozwiazanie problemu 26.04.07, 17:38
                A ja czytałem, że zatrzyma się w jakiejś tam odległości.

                I tak to akademickie gadanie, bo na długo przedtem nasze słoneczko dostanie
                ostrego przypadku spuchnięcia.
                • nocebo Re: Oto rozwiazanie problemu 26.04.07, 20:35
                  > I tak to akademickie gadanie, bo na długo przedtem nasze słoneczko dostanie
                  > ostrego przypadku spuchnięcia.

                  Z tego co napisał "you-know-who" wynika że orbita Księżyca już jest w okolicach
                  granicy stabilności, cytuję:
                  "Ksiezyc jest oddalony od Ziemi srednio o 384,403 km"
                  "a_max = r_L/4 = 0.01 a/4 = 375,000 km"
                  "i rzeczywiscie - Ksiezyc jest znany z tego, ze jest prawie niestabilny
                  dynamicznie"

                  Wynikałoby z tego, że Księżyc wytnie jakiś numer zanim Słońce zrobi demolkę w
                  swoim Układzie...
Inne wątki na temat:
Pełna wersja