太阳系内没有一颗卫星，这太不科学了！

2024-04-30 13:59:56 | 来源: 互联网整理

介绍

卫星也能有天然卫星吗？ 不，因为卫星的希尔球太小了。

有人提出了一个很有趣的问题：人造卫星也可以有天然卫星吗？

仅仅考虑重力，卫星当然可以使距离它足够近的物体成为自己的卫星。 然而奇怪的是，太阳系中没有一颗卫星有自己的卫星。 这太不科学了！

剧透警告此问题的正确答案：卫星的希尔球体太小。

▲太阳系卫星那么多，为什么没有“人造卫星”？

希尔球？ 这是什么？

这是19世纪中叶美国天文学家乔治·希尔在罗氏基础上提出的概念，因此得名“希尔球”。 太阳系中有数千颗行星。 经历了前期的混乱状态后，幸存者都是英雄。 他们划分了自己的领土。 每个领土大致都是一个球体。 这是每个行星的“希尔球”。 某颗恒星的“希尔球”内的物体将主要受到该恒星的引力影响。

▲美国天文学家希尔，“希尔球”以他的名字命名。

希尔球有多大？

考虑两个天体的系统，每个天体“希尔球”的半径是它们的质心到L1点的距离。 所以如果你知道如何计算拉格朗日点，你自然可以计算出希尔球有多大。 显然，希尔球这个质量较大的天体更加“强大”，而质量较小的天体只能被大天体的引力欺负，生存在狭小的空间里。

▲这仍然是拉格朗日点图，仅考虑日地系统。 太阳到 L1 的距离是太阳山球体的半径。 L3 和 L1 之间的区域（中心较大）是太阳的希尔球体。 右侧，L1 到 L2 之间是地球山球体。

你可以这样理解，如果宇宙中只有一个天体，它的引力等位面就会形成一层又一层完美的球面，就像层层气泡一样。 但宇宙毕竟并不孤独。 这里只考虑两个天体。 经过双方引力场的较量，决出胜负。 就像两边层层气泡相互碰撞，有的互相挤压，有的融合。 越大的天体，维持自身气泡层的能力就越强，完全属于自己的气泡当然也会越大。

▲你可以用气泡来了解Hill Ball。

在太阳系中，太阳占据了99.86%的质量。 它的引力无处不在，几乎控制着整个太阳系。 八大行星的引力气泡全部被它挤压。 离太阳越近，希尔球体越小，如水星、金星、地球、火星等类地行星； 离太阳越远，希尔球体越大，虽然木星和海王星的质量比海王星大得多。 然而，由于海王星距离太阳最远，因此它具有最大的希尔球体。

另一方面，希尔球面也与天体的平均密度有关。 你看，类地行星的质量虽然比木星、土星等庞然大物小很多，但它们的密度却是木星的4倍左右，所以看不到希尔球体。 太小。

▲八大行星和部分小行星、矮行星的希尔球半径。 从左到右：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、谷神星、冥王星、厄里斯。

有人开始想：“我也有希尔球吗？”

答案是：“是的，但是太小了，没有意义。”

所以要升级：“航天飞机有希尔球吗？这样宇航员就可以绕航天飞机运行。”

假设航天飞机重100吨，在距离地球表面300公里的太空中飞行，那么可以计算出它的希尔球半径为1.2米，比本身还要小。

▲如果太空中只有一辆特斯拉，那么很容易让高尔夫球绕着它旋转。

如上所述，密度和引力场是决定希尔球大小的重要因素。 因此，也不是绝对不可能。 一方面，它离地球更远，另一方面，物体的密度增加，使其可以在一侧绕地球运行。 转身，你还可以拥有更大的希尔球。 经过计算，如果将一个物体放置在密度为55g/cm3的地球同步轨道（36000公里）上，将有可能拥有自己的希尔球并允许其他物体绕其旋转。 但到哪里去找这么重的普通物质呢？ 地球上常见的物质中密度最高的锇只有22.59g/cm3。

别告诉我白矮星的超固态、中子星的中子态等等，地球上没有这样的东西！

▲金属锇是常见物质中密度最大的。

回到上一个问题：卫星可以有天然卫星吗？

当然理论上是可能的。 君不见，人类不是发射了很多人造卫星进入月球轨道吗？ 事实上，太阳系中有一些小行星拥有自己的天然卫星。

有一颗小行星 1999 KW4，它以椭圆轨道绕太阳运行。 近日点比水星轨道离太阳更近，只有0.2个天文单位，远日点离地球很近，只有1.1个天文单位。 经过计算，它将在2036年5月25日掠过地球，距离地球只有200万公里。 因此，这是一颗危险的小行星，需要密切关注。

有趣的是，虽然这颗小行星非常小，直径只有1.3-1.5km，但它有一个伴星——一颗直径只有360m的小天体绕着小行星运行，成为它的卫星。

▲小行星1999 KW4有一颗卫星。

然而，这毕竟只是一个例子，事实是冰冷的。 人们发现，太阳系的185颗卫星没有一颗拥有自己的“卫星”。 （可以叫我这个名字吗？）

宇宙冷漠，万有引力定律无处不在。 顺之者昌，逆之者亡。 太阳系很拥挤。 木星、土星这样的巨星所到之处，就像一艘巨大的航母穿过海峡。 海浪伸得很远，一次又一次地折磨着弱小天体的“希尔球”。 这些弱卫星本身并不安全（没看到木卫一经常被拉到“呕吐”吗？），但如果巢穴被掀翻，蛋还能完好无损吗？

总之，经过漫长的天文时间，哪怕一开始还有一些“卫星”，也早已被各大行星卷走了。

▲木卫一上拍摄到的火山喷发源于木星强大的引力。

这也解释了为什么水星没有卫星。 水星离太阳太近，希尔球体最小。 就算有卫星，也早就被太阳引力穿透了。 这些卫星要么撞击水星或太阳，要么绕地球漫游。

▲从这张照片来看，水星没有太阳黑子那么大。 你还想当大哥吗？ 保存。

天文学家也对土卫八的赤道脊感到困扰。 这个10-20公里高的赤道脊使土卫八看起来非常像核桃。 有人提出，这是因为土卫八曾经有一颗“卫星”被土星引力撕碎，部分碎片落到土星表面，形成了这条高耸入云的线（很好奇，上面有云）土卫八？）山。

▲核桃形状的土卫八。 看到赤道脊了吗？

总之，如果有人问，天体最后变成了什么？ 我们可以粗略地回答它：它被拉伸成一个球。