地球围绕太阳转,月亮围绕地球转,这说明恒星有行星围绕运行,而行星又有卫星围绕运行,那卫星还可以有卫星围绕运行吗?
虽然目前还没有发现月亮以及太阳系中的其他卫星有其他天体作为天然卫星围绕他它们运行,但是从理论上来讲,卫星也是可以卫星围绕运行的,这个可以有!这些围绕卫星运行的卫星通常被叫做子卫星。
凡是有足够质量的天体,其产生的引力都可以吸附其他更小的天体围绕其运行,比如月亮,它的质量是地球的1/81,足以吸附其他小天体围绕其运行,而当我们发射嫦娥五号到月球附近,被月球引力捕获的时候,嫦娥五号就成了月球的卫星,很显然,月球也是可以拥有自己的卫星的。
那么现实中为什么月球又没有自己的天然卫星呢?这其实是由于地球的引力在作怪,因为地球引力的范围非常大,它的希尔球半径达150万公里,就是说凡是位于地球150万公里距离内的天体都有可能会成为地球的卫星。
月亮距离地球平均约38万公里,当然也距离这个范围之内,那么当一个小天体来到月亮附近,被月亮的引力捕获,而围绕月亮运行的时候,这个小天体同样也会受到地球的引力,这样一来这个小天体等于受到了月亮和地球两大天体引力的共同影响,那么它就无法拥有一个固定的轨道,因此也就难以稳定运行了。
因此,当一颗小型天体来到月球这样的卫星附近的时候,它被被月球引力捕获的同时,也面临着运行轨道无法稳定的现实情况,等待它的命运,一种是被月球和地球引力吸引而降落在上面,另一种是在两大天体引力的共同作用下,加速甩向地月系之外。
那么这些情况也表明,卫星虽然也可以有自己的卫星,但是卫星的卫星由于很难稳定的长期运行下去,所以它只能短时间内存在于卫星周围,时间一长,它就会在行星和卫星的引力共同作用下而消失,这就是为什么目前月亮和太阳系其他卫星没有卫星的原因,也许它们都曾经有过自己的卫星,但是行星总会“从中作梗”,是不许它们的卫星一直存在的。
这是很有可能的,连小行星都有卫星,不过卫星的卫星不会存在太长的时间,因为卫星的卫星会同时受到卫星和行星引力的影响,运行轨道很不稳定,最后会受到卫星或者行星的引力而被甩出去,或者掉到卫星和行星上,所以我们看卫星通常都不会再有卫星的。
但是小行星却可以有卫星,因为他们受到其他天体引力的影响比较小,之前科学家发射的探测器发现了一颗几千千米的小行星周围还有一个几百千米的小行星,几百千米的小行星绕着几千千米的小行星转,那么这个几百千米的小行星就是这个几千千米的小行星的卫星,卫星也可能有卫星,可是这就得考虑到希洛球了,那颗卫星必须得在卫星的希洛球之内,可是那颗卫星也处在行星的希洛球之内,所以那颗卫星必须得比那颗行星以更强大的引力吸着那颗卫星的卫星,这样那颗卫星才可能有卫星。
理论上,在卫星周围,还能存在绕其运动的天然卫星,这种天体被称作子卫星。子卫星和卫星的关系就如同卫星和行星、或者行星和恒星,都是一个质量较小的天体环绕另一个质量较大的天体运动(严格意义上是两个天体环绕它们的共同质心运动)。这里涉及到希尔球的概念,下面来简单介绍一下。
我们以太阳-地球-月球的系统为例,月球是地球的天然卫星,它绕着地球公转,并不会被太阳的引力吸引走。在与地球相隔一定距离的空间内,天体的运动将主要被地球引力所主宰,而不是被太阳引力所主宰,这种空间范围即为希尔球。地球的希尔球半径约为150万千米,而月球的轨道半径约为38万千米,所以月球位于地球的希尔球的内部,它的运动主要受到地球引力的控制。
同样的道理,在与月球相隔一定距离的空间内,天体的运动将主要被月球引力所主宰,而不是被地球引力所主宰。如果有个天体的轨道位于月球的希尔球内部,那么,这个天体就是月球的卫星,而不是地球的卫星。据估计,月球的希尔球半径约为6万千米,在此范围之内的天体将成为月球的子卫星。
不过,在太阳系已知近两百颗的卫星中,至今仍未发现有卫星存在子卫星的情况,其中包括最大的木卫三(注意虽然木卫三的体积比水星更大,但它的质量还不到水星的一半)。这是因为如果卫星周围存在子卫星,由于潮汐力作用,子卫星的轨道无法长期保持稳定,轨道半径将会越来越小,直至与卫星相撞。
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