天体运行轨迹_地球围绕太阳转，月亮围绕地球转，那么有没有天体能围绕月亮转啦...

可以&＃xff0c;理论上说&＃xff0c;月亮可以有自己的月亮。在每一个天体的周围&＃xff0c;都有一个定义明确的区域&＃xff0c;叫做希尔球&＃xff0c;在这个区域内&＃xff0c;该天体的引力支配着一个体积更大、质量更大、但距离更远的天体的引力。

图解&＃xff1a;二体因重力互相绕行的等效位能的等位能图&＃xff0c;希尔球是分别环绕着这两个大质量天体的圆型区域。

月球绕地球运行&＃xff0c;地球绕太阳运行&＃xff0c;这是大多数人都知道的事&＃xff0c;但是很多人可能不知道太阳也在绕着什么运行。实际上&＃xff0c;不仅是太阳&＃xff0c;还有整个太阳系&＃xff0c;都在围绕着我们的母星系银河系的中心旋转。

银河系也在旋转

(图源: passmil198216 / Fotolia).

除了银河系&＃xff0c;还有54个其他星系(其中大部分是矮星系)在一个被称为本系星群的星系团中&＃xff0c;它也围绕着一个中心质量旋转。综上所述&＃xff0c;我们所知道的一切星体都在围绕其他东西旋转。

图解&＃xff1a;本星系群中的星系

现在&＃xff0c;如果考虑到传统上对月球的定义&＃xff0c;它是一颗天然的卫星&＃xff0c;围绕着一个更大的天体在一个明确的轨道上旋转。从这个意义上说&＃xff0c;可以说每个天体都有一个月亮。太阳的月亮是地球&＃xff0c;地球的月亮&＃xff0c;就是月亮。

然而&＃xff0c;我们心爱的月球被剥夺了它自己的天然卫星。事实上&＃xff0c;太阳系中各种天体的所有已知卫星都没有一颗天然卫星围绕它们运行。这是为什么呢?自然卫星就不能有自己的子卫星吗?

从理论角度看&＃xff0c;月球&＃xff0c;或者说一个天然的卫星确实可以有它自己的子卫星。在每颗天然卫星的周围都有一个可以存在子卫星的区域。在天文学家的圈子里&＃xff0c;这个区域被称为希尔球。

图解&＃xff1a;地球希尔球-月球位于地球的希尔球内。

天体的希尔球是它周围的一个区域&＃xff0c;在这个区域中该天体会比其他虽然体积大但距离很远的天体对物体的引力大。

以日地月系统为例&＃xff0c;太阳的卫星是地球&＃xff0c;因为地球在太阳的希尔球内所以地球绕着太阳转。

这意味着地球只受到太阳&＃xff0c;而不是其他遥远的恒星引力的影响。

同理&＃xff0c;地球的卫星是月球。由于地球的希尔球向四面八方延伸150万公里&＃xff0c;距离地球仅38万公里的月球很容易受到地球引力的影响。

图解&＃xff1a;地球的希尔球

另一种观察地球希尔球的方法是&＃xff0c;在这150万公里内&＃xff0c;地球的引力超过了太阳的引力&＃xff0c;这就是为什么月球绕地球而不绕太阳运行。假设月亮脱离它的轨道并逃离地球的希尔球,它会像太阳系的很多其他成员那样绕着太阳公转。

注意&＃xff0c;天体质量越大&＃xff0c;它的希尔球就越大。比如&＃xff0c;木星的希尔球半径达0.36个天文单位&＃xff0c;这就是它有很多卫星以及它对经过它的彗星轨迹影响强烈的原因之一。

图解&＃xff1a;木星的卫星-已知木星有79颗卫星。

虽然从理论上讲&＃xff0c;月球可以在离其表面6万公里的距离内拥有自己的子卫星&＃xff0c;但它仍然没有。这是为什么呢?

一句话:潮汐。

你看&＃xff0c;月球绕地球同步运动;它绕地球公转一周和自转一周的时间是相同的。这导致月球一直以同一面对着我们。

图解&＃xff1a;潮汐锁定-第一个动画展示了月球如何围绕我们的星球旋转

这种锁定是地球和月球之间潮汐力的直接结果&＃xff0c;这是导致地球海洋潮汐的原因。

如果在月球的希尔球内有一颗子卫星&＃xff0c;由于潮汐的作用&＃xff0c;它的轨道将会逐渐衰减。随着时间的推移&＃xff0c;子卫星的轨道会越来越小&＃xff0c;直到它要么撞向月球本身&＃xff0c;要么由于潮汐力而被撕成碎片。

请注意&＃xff0c;这种子卫星的衰变是渐进的&＃xff0c;而且非常缓慢。一个绕轨道运行的天体可能需要数千年的时间才能撞上它的母体天体。

图解&＃xff1a;月球卫星-环绕月球的人造卫星

这就是为什么我们向月球发射的人造卫星会在月球上方的轨道上停留很长一段时间&＃xff0c;完成它们的工作(通常包括拍摄月球表面的照片和进行各种其他观测)&＃xff0c;然后最终撞向月球表面。

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. sciabc

天体物理数据系统-哈佛大学

Nature.com

加州理工学院

尤尔根•Giesen

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