Почему планеты Венера и Меркурий не имеют спутников
На 4 планеты земной группы — Меркурий, Венеру, Землю и Марс в Солнечной системе на текущий момент имеется всего три спутника.
Это, довольно крупная Луна, с массой составляющей примерно 1/80 от массы Земли, а также совсем крошечные Фобос и Деймос с общей массой составляющей 2 х 10 -8 от массы Марса.
Марс, в свою очередь, и сам сравнительно не велик и его масса примерно в 10 раз меньше земной. Меркурий меньше чем Марс в 2 раза и у него совсем нет спутников, впрочем, также как и у Венеры, масса которой чуть меньше земной и в 8 раз превышает марсианскую.
Планеты земной группы по порядку следования: Меркурий, Венера, Земля и Марс. На 4 планеты приходится всего 3 спутника.
Куда пропали спутники Венеры и Меркурия
Согласитесь, все это звучит как условие школьной задачи? Что-то по типу: “вычислите по приведенным данным теоретический размер гипотетического спутника Венеры” или “сколько спутников может быть у Меркурия”. В некотором роде так оно и есть, однако стоящая перед нами задача явно выходит за рамки школьной. И хотя, на первый взгляд, будто бы невозможно придумать единую теорию, которая объяснила бы столь большой разнобой в современных отношениях массы спутников к массе планет или какую-то зависимость числа спутников от этой массы, решение у подобной задачи все же есть.
Первое, что важно понять – Солнечная система сейчас и Солнечная система 3 миллиарда лет назад, это не совсем одно и тоже.
Сейчас у Венеры спутников нет, но возможно они были раньше? Чтобы узнать это, мы можем попытаться смоделировать условия формирования планет, а также проследить их дальнейшую судьбу с помощью вычислений. То есть от нас требуется учесть эволюцию спутниковых систем у планет земной группы и восстановить ту картину, которая получилась вскоре после образования планет.
Основных факторов эволюции спутниковых систем у Меркурия, Марса и Венеры (Землю пока опустим) было, по-видимому, всего два:
- Приливное трение в системах спутников Меркурия и Венеры.
- Разрушающая роль внешних ударов — в системе спутников Марса.
Что особенно бросается в глаза, если сравнивать особенности движения 4-х землеподобных планет в наше время? Конечно скорость их вращения вокруг собственной оси. Сравним её от большего к меньшему.
- Скорость вращения Земли (по экватору): 1674,4 км/ч
- Скорость вращения Марса: 868,22 км/ч
- Скорость вращения Меркурия: 10,89 км/ч
- Скорость вращения Венеры: 6,52 км/ч
Легко заметить разницу! Меркурий и Венера по сравнению с Землей и Марсом (впрочем и другими планетами) вращаются буквально еле-еле. Если удельный вращательный момент всех прочих планет можно относительно точно “уложить” на воображаемую прямую в зависимости от их массы, то Меркурий и Венера очень явно будут выбиваться из этого общего правила.
Зависимость вращательного момента планет от их массы. Меркурий и Венера явно не желают подчинятся общему правилу!
Почему исчезли спутники Меркурия и Венеры
Близость этих планет к Солнцу, а также синхронизация частоты вращения Меркурия с угловой частотой его движения вблизи перигелия, где приливное трение особенно сильно, несомненно, свидетельствует о ведущей роли именно приливного трения в замедлении вращения этих планет.
И, скорее всего эффекту “торможения об Солнце” обе планеты стали подвергаться с самого начала существования Солнечной системы (по крайней мере Меркурий).
А что произойдет со спутником планеты, которая со временем начинает вращаться все медленнее и медленнее? К счастью, этот вопрос поддается расчету.
Рассмотрим только прямые спутники (вращающиеся по направлению вращения планеты), т.к. для спутников с обратным направлением обращения очевиден эффект выпадения на планету при любой угловой скорости ее вращения (с условием большого рассеивания приливной энергии в недрах планеты).
Меркурий вращается сейчас в прямом направлении с периодом 58,663 + 0,021 суток, Венера — в обратном направлении с периодом 243,09 + 0,18 суток.
У обеих планет гипотетические прямые спутники на круговых орбитах внутри всей сферы действия должны обращаться быстрее, чем вращается поверхность планеты. В этом случае на планете наблюдается не запаздывание, а опережение приливного горба по отношению к кульминации спутника. Спутник тормозится, теряет энергию движения и его орбита стягивается к планете во все ускоряющемся темпе.
Конечным итогом может быть лишь разрушение внутри предела Роша и падение спутника на планету.
Время “стягивания” орбиты спутника (j = a/R) до поверхности планеты тем меньше, чем больше масса спутника и чем ближе он был расположен к планете при образовании.
Критические соотношения масса-радиус для орбит Меркурия (1) и Венеры (2). Цифры на графике – размер спутников Венеры и Меркурия в километрах
Смысл изображения выше в том, что все спутники, для которых массы и расстояния оказываются левее и выше прямых 1 и 2, должны успеть упасть на свои планеты за промежуток равный не более половины времени существования Солнечной системы на данный момент.
Мы видим, что с расстояния около 40 радиусов планет могли упасть на планеты спутники с радиусами не менее 1000 км у Венеры и 500 км у Меркурия. Более мелкие спутники могли выпасть соответственно лишь с более близких орбит.
40 радиусов – много это или мало? Луна от Земли отстоит на 60 земных радиусов, но эти 60 радиусов (
384 тыс. км) это нынешнее расстояние, которое хоть и медленно, но неуклонно увеличивается. В момент же образования Луны, она вряд ли вращалась далее 60 тыс. км от Земли, т.е. тогда от нашей планеты её отделяло лишь 10 радиусов.
Современное медленное вращение Венеры в обратную сторону как раз и может быть связано с падением на ее поверхность небольшого “обратного” спутника. Продолжив расчеты на основе пары Земля-Луна (к сожалению, других данных у нас просто нет) мы могли бы рассчитать вполне реальную возможность существования у Венеры и Меркурия в прошлом собственных спутников с радиусом соответственно 250 и 1500 км и с орбитами, отстоящими на 8 и 14 радиусов планет.
Такие спутники уже должны были исчезнуть, упав на свои планеты.
По всему выходит так, что спутник у Венеры должен быть, причем вполне возможно, что не уступающий размером Луне. Вот только куда он подевался?
Другие версии относительно того, куда делись спутники Меркурия и Венеры
Самой экстравагантной версией относительно природы спутников Венеры, служит и такая: Спутник у Венеры был, причем он есть и сейчас, только вот… он уже перестал быть спутником, а стал самостоятельной планетой. Ну да, это про Меркурий.
На самом деле, ничего невозможного тут нет. Во-первых Меркурий довольно мал для планеты, его радиус: 2439 км, против 1738 км у нашей Луны, во-вторых само место его расположения около Солнца выглядит довольно странно с точки зрения классической теории появления Солнечной системы. В третьих – значительный нагрев Венеры, температура на поверхности которой достигает почти 400 градусов, тоже не так просто объяснить, а вот если бы в прошлом Венера имела крупный спутник, который своим приливным взаимодействием разогревал недра планеты, все стало бы понятнее и проще.
Однако пока этой гипотезе никаких подтверждений не нашлось. Впрочем, найти их проблематично вообще, учитывая расстояния и в высшей степени экстремальные условия на поверхности обоих планет.
Впрочем, не стоит грустить! С некоторой натяжкой, к спутникам, а точнее к квазиспутникам Венеры можно отнести астероид 2002 VE68, обращающийся вокруг Солнца таким образом, что между ним и Венерой существует орбитальный резонанс, в результате которого на протяжении многих периодов обращения он остаётся вблизи планеты.
Если у Меркурия и был когда-то спутник, он давно уже упал на поверхность этой планеты или… улетел
Что касается Меркурия, то эта планета даже если и обладала раньше каким-то собственным естественным спутником, то обладание это явно не длилось продолжительное время. Дело в том, что у Меркурия самые маленькие значения полуоси и отношения массы планеты к Солнцу, что даёт совсем небольшой набор устойчивых орбит на которых мог бы оказаться гипотетический спутник.
Радиус сферы Хилла у Меркурия в 7 раз меньше земного и потому те спутники, которые гипотетически могли у него быть в прошлом, давным-давно должны были или упасть на его поверхность или “улететь” на околосолнечную орбиту.
Источник
Наблюдаем Меркурий между Луной и Венерой вечером 24 и 25 мая 2020 года
Поиски молодой Луны на нашем северном небе обычно не бывают простыми. Например, в конце весны в умеренных широтах вечереет поздно, а настоящие сумерки наступают медленно. Тонкий серпик только народившейся Луны наблюдается на ярком фоне вечерней зари. Ясно, что в таких условиях увидеть его чрезвычайно сложно. Даже на второй лунный день наш спутник все еще не заметен на небе!
Вечером 24 мая Луна возрастом 2 суток проходит мимо планеты Венеры. Не берусь судить, что будет лучше видно — планета или Луна! Однако уверен, что два близко расположенных светила помогут обнаружить друг друга: сначала найдется что-то одно, затем другое. При их поиске и наблюдении важно соблюдать два простых правила.
- Смотреть через 45 минут или через час после захода Солнца на северо-запад, в сторону наиболее яркой части зари.
- Иметь открытый горизонт в этом направлении. Светила будут располагаться низко на небе (см. рисунок) и различные преграды в виде деревьев или домов вполне могут их заслонить.
Вечером 24 мая Луна, Венера и Меркурий образуют компактный треугольник низко над горизонтом. Направление северо-восток. Рисунок: Stellarium
Но за наблюдением Венеры и Луны не пропустите еще одну планету! 24 мая Меркурий находится почти точно на полпути между Луной и Венерой, но чуть выше светил, образуя с ними равнобедренный треугольник.
Хотя блеск Меркурия составляет почти -0,5 m , увидеть его невооруженным глазом будет несколько сложнее, чем Венеру. Поэтому проще сначала найти Венеру и Луну, а затем, отталкиваясь от них, уже искать Меркурий.
В средней полосе России светила будут наблюдаться примерно в течение 45 минут — часа, после чего зайдут за горизонт вслед за Солнцем.
Если вы по каким-либо причинам не сможете увидеть Меркурий 24 мая, то можете попробовать увидеть планету вечером 25 мая. Правда, сделать это будет сложнее, так как Луна значительно сместится к востоку.
Вечером 25 мая 2020 года Меркурий располагается на линии, соединяющей Луну и Венеру. Наблюдать планету можно через час после захода Солнца. Рисунок: Stellarium
Отыскав Луну (25 мая сделать это будет уже легко), нужно найти Венеру низко над горизонтом. Как найти? Серп Луны смотрит на планету своей дугой, а рогами — в противоположную сторону! Меркурий следует искать на линии, соединяющей Луну и Венеру. Планета располагается на 2/3 расстояния от Луны к Венере.
Источник
Спутники Венеры
Спутники Венеры – гипотетические космические тела о наблюдение которых неоднократно сообщали различные астрономы XVIII века. Сейчас ученым известно о том, что фактически естественных спутников Венеры не обнаружено, хотя до 1770 года были зарегистрированы наблюдение спутников в 30 случаях, 12 из которых были сделаны астрономами. Со временем спутники Венеры перестали искать, из-за отсутствием доказательств их существования. На сегодняшний день спутников на орбитах Венеры не было обнаружено. Современными учеными отсутствие спутников у Венеры объясняется тем, что Венера потеряла свои спутники из-за какой-либо космической катастрофы или у Венеры никогда и не было спутников.
Спутники Венеры. Теории исчезновения
Первая теория говорит о том, что спутник Венеры потерпел крушение на саму планету из-за приливных сил Солнца, которые замедлили вращение планеты и приблизили спутник слишком близко к планете. Сила тяжести Венеры несколько больше Земной, она без труда притянула к себе свой спутник, не оставив и следа. В то время, когда это могло произойти, у ученых не было мощных телескопов и аппаратов, как сейчас, чтобы зафиксировать такую катастрофу на Венере, поэтому это остается лишь теорией.
Вторая теория. Меркурий когда-то был спутником Венеры, но отделился от нее и стал самостоятельной планетой со своей планетарной орбитой. Это могло случиться все из-за той же приливной силы Солнца. Эту гипотезу можно подтвердить слишком медленным вращением Венеры (напомню, что один день на Венере длится 8 земных месяцев) и значительное нагревание самой планеты (Венера является самой жаркой планетой в Солнечной системе) из-за действия такого массивного спутника.
Третья теория. Венера никогда не имела спутника, с момента своего появления в Солнечной системе. Согласно этой теории, Венера появилась после лобового столкновения двух планетоидов (космическое тело похожее по форме на планету), после которого формирование естественного спутника невозможно.
Спутники Венеры сейчас
На данный момент Венера имеет один квазиспутник (космическое тело, попавшее на орбиту планеты на некоторое время) с именем 2002VE86. Вычисления орбиты этого “спутника” учеными говорят о том, что он попал туда около 7000 лет назад , вероятно, попав на орбиту Венеры при сближении с Землей. 2002VE86 останется на орбите Венеры еще около 500 лет, после чего начнет сближение с Солнцем.
Может, когда-нибудь, у Венеры и появится спутник, но сейчас у нее имеется лишь один “временный спутник”, который пробудет на её орбите еще около 500 лет. В конце поста видео, как Венера проходит перед Солнцем.
Источник
Меркурий — спутник Венеры?
Математическое моделирование этой гипотезы было проведено учеными в 1976 году. Расчеты показали, что такая гипотеза имеет право на существование, так как именно она способна объяснить исчезновение вращательного момента как у Меркурия, так и у Венеры. Кроме того, эта гипотеза объясняет наблюдаемый большой орбитальный эксцентриситет Меркурия и наблюдаемый резонансный характер при вращении Меркурия вокруг Солнца.
Меркурий мог оторваться от Венеры 500 миллионов лет назад. Этот процесс мог сопровождаться огромными выделениями энергии, которые и разогрели в результате Венеру, а также ее спутник. Гипотеза о том, что когда-то Меркурий мог быть спутником Венеры, помогает объяснить природу происхождения магнитного поля у Меркурия, а также химический состав его внутреннего ядра.
Анализируя фотографии Меркурия, американским геологам П. Шульцу и Д. Гаулту удалось проследить схему эволюции поверхности планеты. Процесс мог происходить следующим образом: за процессом завершения аккумуляции и в целом формирования Меркурия, поверхность планеты была изначально гладкой. Затем наступил процесс активной бомбардировки Меркурия остатками планетного образования, во время которого появились бассейны, например такие как Калорис, и кратеры наподобие Коперника, находящемся на Луне.
Последующий период можно охарактеризовать очень интенсивным вулканическим поведением, с высвобождением огромного потока лавы, заполнившим крупные кратерные бассейны. Вулканический период завершился примерно 3 млрд. лет назад (тогда как возраст всех планет Солнечной системы известен науке довольно точно и составляет 4,6 млрд. лет).
Меркурий обладает слабым магнитным полем, обнаруженным аппаратом «Маринер-10». Величина напряженности магнитного поля у полюсов планеты составляет 7 мГс, а на экваторе — 3,5 мГс, что в сравнении с земным магнитным полет составляет всего лишь 0,7%. При тщательном изучении магнитного поля Меркурия было обнаружено, что ко всему прочему оно обладает наиболее сложной структурой, по сравнению с земным. Кроме двухполюсного магнитного поле (дипольного), в нём выделяют поля с восемью и четырьмя полюсами. Под натиском солнечного ветра магнитосфера планеты сильно сплюснута.
Высокая плотность грунта планеты и присутствие магнитного поля показывают, что Меркурий имеет достаточно плотное и именно металлическое ядро. Плотность вещества в центре планеты достигает 9,8 г/см3, при радиусе ядра в 1800 км (или 75% от всего радиуса Меркурия). Масса ядра составляет 80 % всей массы Меркурия.
Источник