水星為什麼沒有衛星?因為它只有地球千分之二的可能都不到!
能擁有自身衛星的天體的最低質量要求是多少?太陽系中,有衛星中的衛星嗎?
從理論上看並沒有嚴格限定擁有自己衛星的天體的質量範圍,天體是否擁有自己的衛星有幾個關鍵點:
1、天體本身的質量
2、與衛星之間的距離
3、附近是否有更大天體的引力干擾
而太陽系中所有的運行天體都是遵循這幾個規範的,我們可以來一一羅列下
一、沒有衛星的行星
水星和金星沒有自己的衛星
二、有衛星的行星
1、地球有一顆天然衛星:月亮
2、火星有兩顆天然衛星:火衛一和火衛二
3、木星衛星:超過69顆
4、土星衛星:超過62顆
5、天王星衛星:超過27顆
6、海王星衛星:超過14顆
三、有衛星的矮行星或者小行星
1、冥王星:卡戎以及其他四顆,合計5顆
2、小行星大力神星(217千米直徑),有一顆50千米直徑的衛星
3、1999 KW4小行星(1.2千米),有一顆0.4千米的衛星
當然冥王星的衛星以及小行星和它們的衛星,在直徑相差比例比較小的情況下,看起來更像是一對伴星關係而非衛星關係!
從上文中我們可以發現一個現象,天體越大衛星越多,這一點是肯定的,但無論天體多大,只要距離恆星過近就沒有自己的衛星,因此在這裡,我們必須要引入一個希爾球的概念,這是表示天體引力範圍的關鍵指標,如果不理解這一點,我們沒法愉快的討論天體的衛星問題!
希爾球:天體周圍不受更大天體引力影響的區域
比如地球的希爾球在日地系拉格朗日L1點靠近地球一側,距離地球約150萬千米,月球就在地球的希爾球範圍內運行,因此太陽無法從地球的希爾球內奪走月球!
希爾球計算公式,小天體的質量是m,大天體(例如太陽)質量是M,軌道半長軸是a,離心率是e,我們簡單計算下水星的希爾球範圍:
水星質量:3.3022*10千克
太陽質量:1.9891*10^30千克
水星半長軸距離:57909100 km
離心率:0.20563
那麼水星的希爾球半徑是:175298.5KM
大約為17.5萬千米
跟地球150萬千米的希爾球相比,衛星的可能性大大降低,捕獲衛星的概率只有地球的1/629.73,當然現在的結果就是水星沒有自己的衛星!
太陽系中木星和土星的衛星與水星的情況是類似的,因為木星和土星在附近是一個強大的存在,野蠻的干涉了它的衛星再擁有衛星的可能!
而附近沒有大的天體干擾時,很明顯這個希爾球直徑是會加大的,因為希爾球是一個動態的概念,遇強則弱,遇弱則強,因此小行星有自己的衛星並不令人驚訝,但我們了解一下的是也許正是由於外側軌道木星強大引力的干擾,因此才成就了小行星帶,要不然小行星帶也可能是一整顆矮行星哦!
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