У Земли теперь есть вторая луна – правда, маленькая и ненадолго
Начиная с 15 февраля 2020 года, у Земли официально два естественных спутника. Второй, названный 2020 CD3, обнаружен астрономами Теодором Прейном и Каспером Вежчосом с помощью телескопа в обсерватории Маунт-Леммон. Они же и рассчитали, что приобретение очень кратковременное, уже через месяц эта «маленькая луна» может нас покинуть.
Главная проблема с объектом 2020 CD3 в том, что уж больно он крошечный – в поперечнике астероид всего 1,9-3,5 м. Для сравнения, диаметр Луны 3747 км, поэтому неудивительно, что 2020 CD3 целых три года кружил в поле притяжения Земли, оставаясь незамеченным (его и сейчас не разглядеть без специального оборудования).
Интерес ученых к 2020 CD3 заключается в том, что это всего второй в истории наблюдений объект, который стал новой луной Земли. Первым был 2006 RH120, который изучали почти год, прежде чем гравитация Солнца не отобрала у Земли любопытную игрушку. Так будет и с 2020 CD3, поэтому радоваться пополнению числа лун особо не стоит. Уж очень скоротечны наши знакомства.
Интересно, что у Земли есть и квазиспутники, вроде астероида HO3 2016, который уже сотню лет летит за нашей планетой и будет лететь еще несколько сотен лет. Однако он расположен очень далеко, в 13,6 раза дальше большой Луны, и находится под влиянием гравитации Солнца, а не Земли. Просто на данном историческом этапе так совпало, что несколько веков ему суждено летать рядом с Землей. В отличие от него, 2020 CD3 – собственная добыча нашей планеты, но куда ей тягаться с целой звездой?
Источник
Почему у Луны нет своего естественного спутника?
Луна для луны. Теоретически, четыре луны в Солнечной системе могли бы иметь свои собственные меньшие спутники — земная Луна, Титан, Япет и Каллисто. Согласно новым расчетам, все четыре луны являются достаточно большими и расположены достаточно далеко от своих планет, чтобы обеспечить стабильные условия для собственных сублун. И пусть даже до сих пор такие сублуны обнаружены не были, они вполне могли бы существовать, в том числе и в системах экзопланет, считают астрономы.
Земная Луна вполне могла бы обеспечить стабильную орбиту своему естественному спутнику. Но почему же у Луны нет сублуны? © NASA
В Солнечной системе лун существует достаточно — до сих пор астрономам известны 175 таких естественных спутников. Некоторые из них были захвачены своими планетами, другие же образовались, как и наша земная Луна, в результате столкновений. У газовых гигантов многие луны, вероятно, образовались вместе со своей планетой в результате гравитационного коллапса части изначального облака. И нельзя не упомянуть, что астрономам уже удалось обнаружить свои луны не только возле экзопланет, но даже около некоторых астероидов.
Важны размеры и расстояние
Но при всем этом открытым до сих пор остается вопрос: могут ли и луны, в свою очередь, иметь собственные естественные спутники, то есть сублуны? «Планеты вращаются вокруг звезд, а луны вращаются вокруг планет, поэтому заданный вопрос выглядит вполне логичным», — говорит Шон Рэймонд из Университета Бордо. В сотрудничестве со своей коллегой Джуной Коллмайер из Института Карнеги в Вашингтоне, оба астронома занялись исследованием этого с помощью астрофизических моделей.
Стабильные сублуны возле Юпитера, Сатурна, Земли и экзопланеты Кеплер 1625b. © MNRAS/ Sean Raymond
Результат оказался таковым: сублуны действительно возможны. «Сублуны размером около десяти километров вполне могут выживать, обращаясь вокруг больших лун размером более сотни километров, если орбиты последних достаточно широки», — сообщают исследователи. Ведь если луна вращается слишком близко к своей планете, приливные силы делают орбиты сублун нестабильными — они либо падают на свою луну, либо выбрасываются в космос.
Титан, Япет, Каллисто и земная луна
Но что это может значить для нашей Солнечной системы? На самом деле, утверждают Рэймонд и Коллмайер, многие луны слишком малы или слишком близки к своим планетам, чтобы иметь собственные сублуны. Но при этом существуют и четыре естественных спутника, которые теоретически могли бы иметь свой спутник, обеспечивая при этом его стабильную орбиту. К таковым относятся две луны Сатурна — Титан и Япет, юпитерианская луна Каллисто, а также наша земная Луна.
Но почему же тогда у этих лун сублуны отсутствуют? Ведь до сих пор астрономы так и не смогли обнаружить меньшие по размерам спутники возле всех этих четырех небесных тел. Но, как минимум, в случае с земной Луной возможных причин такого отсутствия может быть несколько. Так, например, масса лунной коры распределена неравномерно — кора нашего путника толще с противоположной от Земли стороны. Это приводит к гравитационным колебаниям, которые могли бы дестабилизировать орбиту сублуны, утверждают исследователи.
Выброшены лунной миграцией?
Следующий фактор: многие луны с течением времени изменяли свои орбиты — в том числе и земная Луна. Она увеличила расстояние до Земли с изначально нескольких радиусов Земли примерно до 60 земных радиусов. «Но сублуны вокруг Луны могут быть стабильными только тогда, когда расстояние от Луны до Земли превышает 30 земных радиусов», объясняют ученые. В то время, когда возникновение сублуны было бы наиболее вероятным, она просто не смогла бы удержаться на своей орбите.
Так могла бы выглядеть система с сублуной земного типа. © Sean Raymond
Другая причина, по которой сублуны в процессе существования могут быть впоследствии потеряны, это гравитационные влияния соседних лун или колец, утверждают Раймонд и Коллмайер. Например, внутренние спутники Юпитера Ио, Европа и Ганимед вращаются под влиянием колец и друг друга — их орбитальные периоды находятся в соотношении 4 : 2 : 1. В то же время, эти гравитационные воздействия способны дестабилизировать сублуны.
Лунная станция как искусственная сублуна
Даже если в Солнечной системе сегодня уже не существует известных сублун, то, как минимум, для естественного спутника Земли это исследование может иметь вполне практическую пользу. Если в будущем вокруг Луны будут вращаться космические станции, то они смогут делать это как искусственные сублуны на устойчивой орбите. Кроме того, астрономы теперь знают где нужно будет искать в будущем возле экзопланет и их спутников, так сказать, спутники второго порядка.
Интересно при этом и то, что гипотетический спутник луны такого экстрасолярного газового гиганта, как Kepler 1625b, мог бы обеспечить полностью пригодные условия для жизни, считает Рэймонд. «Сублуна в такой системе выглядела бы как Пандора из «Аватара», за исключением того, что большая планета в небе оказалась бы луной размером с Нептун центральной планеты, подобной Юпитеру», — говорит исследователь. — «И такая сублуна вполне могла бы выглядеть, как потенциальная и пригодная для жизни мини-Земля».
Источник
Откуда взялась Луна и зачем она нужна?
В 384 тысячах километров от нас летает небольшое тело. Оно легче Земли в 81 раз, а меньше «всего» в 4 раза. Но без него жизнь на нашей планете могла и не сформироваться. Это — Луна, естественный спутник Земли.
История Луны связана с историей Земли непосредственно. Несмотря на то, что существует несколько гипотез её происхождения, спутник Земли появился почти одновременно с ней самой. Какие же есть версии происхождения Луны?
1. Луна образовалась вместе с Землёй
Земля образовалась 4.6 миллиарда лет назад из протопланетного диска — скопления твёрдых частиц, по форме своей напоминающего облако. Под действием силы гравитации частицы начинаются собираться вокруг какого-то центра и формируют тяжелое тело. Гипотеза совместного формирования предполагает, что в протопланетном диске было сразу два центра, из которых выросли наша планета и её спутник. Эта гипотеза — самая шаткая из всех, ведь она не может объяснить многих особенностей системы Земля-Луна. Например, почему Земля богата металлами и различными элементами, а на Луне нет ни железа, ни летучих элементов? Или почему их плотности сильно отличаются, ведь вещество диска было одно и то же? Ответов на эти вопросы данная гипотеза не может дать.
2. Луна была «захвачена» Землёй.
Эта гипотеза говорит о том, что Луна — бывшая планета, орбита которой по каким-то причинам сместилась близко к Земле, а потом она как более большая планета притянула к себе Луну, сделав её своим спутникам. Эта гипотеза объясняет очень многое — и разный состав нашей планеты и её спутника, и особенности вращения Луны вокруг Земли (угол наклона в 5 градусов и высокий момент импульса). Но по расчётам учёных, шанс такого захвата был бы ничтожно мал — это вам не Юпитер, притягивающий всё подряд. Кроме того, непонятно, где в таком случае образовалась Луна — на ней нет ни железа, характерного для планет земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс), ни летучих элементов — основы планет-гигантов. Тогда откуда она взялась?
3. У Земли было много Лун, но все они объединились в одну.
Эта гипотеза вытекает из предыдущей — Земля могла захватить не одну большую махину, а множество маленьких, которые слились в одну большую Луну.Однако, опять же непонятен такой состав этих Лун. Кроме того, вероятность того, что все они раздробятся и потом опять соберутся, ещё меньше, чем вероятность захвата Луны Землёй. Взгляните на Марс — у нашего соседа есть два спутника, причём целых.
4. Луна — скрытая станция по наблюдению за нами.
Не воспринимайте всерьёз. Это ещё одна шутка. Хотя, такая гипотеза идеально бы объясняла состав Луны и её низкую плотность 🙂 Кроме того, легенды некоторых племён говорят, что раньше Луны не было — она появилась сравнительно недавно.
5. Луна — результат столкновения с Землёй.
На сегодняшний момент принята такая гипотеза: протопланета Тейя, объект размером с Марс, столкнулась с неокрепшей Землёй. Удар пришёлся не в центр, а на край нашей планеты, поэтому он выбил часть земного вещества в космос, при этом подарив часть вещества Тейи Земле. Всего через 10-100 лет все осколки Тейи и Земли собрались в Луну, и наша планета заполучила себе спутника.Эта гипотеза объясняет практически всё — и разный элементный состав, и особенности поведения системы Земля-Луна. Хоть и есть небольшие недочёты (на Земле должны были быть океаны из магмы, а геологический анализ их не показал), данная версия является общепринятой в научном мире на сегодняшний день.
Зачем нужна Луна?
Ну, без спутника Земле было бы очень туго. Со времён своего существования Луна замедляет период вращения Земли и ускоряет период её обращения — когда-то сутки на нашей планете составляли всего 8 часов, а год длился чуть ли не как на Марсе. Экстремальные цунами и штормы просто не дали бы жизни выйти на сушу.
О приливах и отливах можете забыть. О затмениях (как лунных, так и солнечных) тоже. Зато можно было бы лучше видеть звёзды — ведь Луна отражает часть солнечного света и поэтому слишком яркая на фоне звёзд. Хотя вряд ли вы смогли видеть звёзды без Луны — эволюция пошла бы по-другому пути — маленькие быстрые организмы были бы вершиной развития.
Источник
Может ли у Луны быть спутник и почему его не видно?
Может ли луна иметь луну? Ответ чрезвычайно прост: да! — несколько Аполлонов и не только вращаются вокруг Луны.. Ах, так вы об естественном спутнике? — черт, тут тоже ответ положительный! Правда, такое бывает не всегда, поэтому мы еще не нашли ни одного спутника со спутниками.
Сначала, давайте разберемся с тем, что такое луна. Ну, это объект, который вращается вокруг планеты, которая вращается вокруг звезды.
А что же может вращаться вокруг луны? — такого термина еще введено не было, поэтому я предпочитаю называть ее сублуной
Они могут существовать, об этом я уже говорил. Для этого требуются определенные условия. А именно сегодня мы обсудим гравитацию.
Приведем в пример Землю и Луну — Земля массивнее Луны в 80 раз. Т.е. если поместить какое-нибудь тело на широкую орбиту Луны, Земная гравитация вырвет этот объект у Луны и сделает его своим спутником.
Чем дальше будет находиться наша сублуна от луны, тем больше вероятность, что планета притянет сублуну к себе.
Этот эффект можно смоделировать. С помощью симуляции мы обнаружим, что вокруг луны есть объем, в котором влияние луны намного сильнее, чем влияние планеты (сублуна стабильна) — этот объем пространства называется сферой Хилла . Она зависит от массы планеты, массы луны и расстояния планеты от луны. Например, сфера Хилла Земли имеет радиус около 1,5 миллиона километров, когда наша Луна всего в 384 тысячах от нас. У Луны же сфера Хилла равна 28 000 км, что довольно много — весьма вероятно, что она может перехватить какой-нибудь астероид и сделать его своим спутником.
Но есть и другая проблема — гравитация ослабевает с расстоянием, поэтому объект может ощущать разную силу тяжести по всей своей ширине. Если это различие становится слишком большим, объект может разорваться. Данное критическое расстояние называется пределом Роша . Предел зависит от массы двух участвующих объектов и размера меньшего из них. Поэтому, данный предел перечеркивает возможное наличие сублун у многих лун нормального размера: сублуны будут просто разрываться.
Астрономы решили проверить, возможно ли где-нибудь в Солнечной Системе завести свою сублуну? Давайте посмотрим далее..
Оказывается, даже со сферой Хилла многие луны не смогли справиться: она просто находилась внутри луны (это связано с малой массой).
Но вот список лун, способных иметь сублуны: Луна, спутники Сатурна Титан (массивен), Япет, а также спутник Юпитера Каллисто (Япет и Каллисто слишком далеки от своих планет). Наша Луна — сочетание обеих причин.
Кстати, у Япета есть горный хребет, тянущийся по всему экватору — это могло произойти только из-за медленного столкновения сублуны об поверхность Япета.. Впрочем, не будем ничего загадывать.
За вопросом о субмунах может последовать: «А почему мы тогда их не видим?» — очень просто и интуитивно понятно, ведь они крохотные. До сих пор мы находим луны планет Солнечной Системы, а уже о более мелких структурах можно молчать.
Впрочем, видеть их мы не сможем впринципе — сформировать тройную систему из планеты, луны и сублуны очень трудно — распределение газа должно быть хаотичным. Насчет захвата астероида — невероятно редкое событие. Но, надеюсь, на вопрос статьи я все же ответил.
Спасибо за прочтение статьи, ставьте лайк/дизлайк, задавайте вопросы в комментариях.
Вселенная Айлашкерского — исследуем космос вместе!
Источник
Что если бы у Земли было две Луны
Как вторая Луна повлияет на океанские приливы? Будут ли месяцы на Земле длиннее или короче? И будут ли эти два спутника неизбежно сталкиваться, вызывая мощный взрыв?
Несмотря на то, что вы думаете, Земля на самом деле не является полностью моногамной. Наряду с Луной у Земли есть еще один луноподобный спутник — маленький астероид, летающий вокруг нее. Но он настолько мал, что его можно считать лишь квазиспутником нашей планеты.
В нашем сценарии мы говорим о двух настоящих лунах. У нашей планеты, вероятно, когда-то было сразу два спутника. Они оба сформировались, когда протопланета размером с Марс врезалась в Землю и разлеталась на мелкие кусочки.
Так что же произойдет, если у Земли будет иметься еще одна луна? Давайте предположим, что наш второй спутник будет иметь диаметр около 1000 км и около одной трети массы нашей текущей Луны (диаметр Луны составляет 3474,2 км). И находится он будет примерно на таком же расстоянии, что и наша Луна.
На Луне нет атмосферы. Это означает, что поверхность Луны не защищена от космических лучей, метеоритов и солнечных ветров и имеет огромные колебания температур. Отсутствие атмосферы означает, что на Луне не слышен звук, а небо всегда кажется черным.
Увидим ли мы этот второй спутник с Земли? Безусловно! Вторая луна будет выглядеть примерно в три раза меньше. Тем не менее, это было бы захватывающим зрелищем.
Вместе с двумя спутниками приливы станут сильнее. Второй спутник, имеющий только одну треть от размера и массы Луны, будет иметь гораздо меньший приливный эффект. Но приливная сила обоих спутников в буквальном смысле будет создавать волны. Хотя эти волны были бы больше, они не были бы сильно большими.
Второй спутник может оставаться на орбите Земли в течение десятков миллионов лет. Только когда Луна чуть дальше отойдет от Земли, она дестабилизирует орбиту младшего спутника.
Луна отодвигается примерно на 3,8 см от нашей планеты каждый год. Предполагается, что это будет продолжаться в течение 50 миллиардов лет.
Затем, как возможно уже происходило более 4 миллиардов лет назад, два спутника сольются в медленном столкновении. Поскольку они будут медленно двигаться навстречу друг другу, обломки от столкновения практически не упадут на Землю.
Маленький спутник рассыпется и покроет Луну дополнительным слоем твердой коры. Новые горы щебня на видимой стороне Луны будут единственным напоминанием о некогда существовавшем втором спутнике.
А что если второй спутник окажется того же размера, что и Луна, и будет вращаться вокруг Земли на половине лунного расстояния? На этот раз все будет не так красиво. Такой спутник стал бы производить приливы в 8 раз сильнее, чем они есть сегодня. Это бы вынудило людей покинуть прибрежные районы, потому что разница между приливом и отливом теперь достигла бы 300 метров.
Сила гравитации на поверхности Луны составляет всего около одной пятой (17%) по сравнению с силой гравитации на поверхности Земли.
Постоянное приливное наводнение уменьшит пригодную для жизни площадь на Земле. Но как только мы приспособимся к этому новому миру, мы сможем насладиться прекрасной двойной луной. На этот раз второй спутник будет выглядеть больше с Земли из-за его более близкой орбиты.
У лун также будут разные фазы, а это значит, что нам придется придумать другой способ измерения месяца. Но это также не будет продолжаться до бесконечности. Две луны будут медленно удаляться от Земли и в конечном итоге врежутся друг в друга. По итогу многие осколки от столкновения полетят прямо на Землю.
Это был бы огромный поток метеоритов. Все это может привести к практически полному уничтожению всего живого на Земле. Оставшиеся обломки сформировали бы либо новый спутник, либо образовали кольца из обломков.
Источник