水星有几颗卫星?为什么?
能拥有自身卫星的天体的最低质量要求是多少?太阳系中,有卫星中的卫星吗?
从理论上看并没有严格限定拥有自己卫星的天体的质量范围,天体是否拥有自己的卫星有几个关键点:
1、天体本身的质量
2、与卫星之间的距离
3、附近是否有更大天体的引力干扰
而太阳系中所有的运行天体都是遵循这几个规范的,我们可以来一一罗列下
一、没有卫星的行星
水星和金星没有自己的卫星
二、有卫星的行星
1、地球有一颗天然卫星:月亮
2、火星有两颗天然卫星:火卫一和火卫二
3、木星卫星:超过69颗
4、土星卫星:超过62颗
5、天王星卫星:超过27颗
6、海王星卫星:超过14颗
三、有卫星的矮行星或者小行星
1、冥王星:卡戎以及其他四颗,合计5颗
2、小行星大力神星(217千米直径),有一颗50千米直径的卫星
3、1999 KW4小行星(1.2千米),有一颗0.4千米的卫星
当然冥王星的卫星以及小行星和它们的卫星,在直径相差比例比较小的情况下,看起来更像是一对伴星关系而非卫星关系!
从上文中我们可以发现一个现象,天体越大卫星越多,这一点是肯定的,但无论天体多大,只要距离恒星过近就没有自己的卫星,因此在这里,我们必须要引入一个希尔球的概念,这是表示天体引力范围的关键指标,如果不理解这一点,我们没法愉快的讨论天体的卫星问题!
希尔球:天体周围不受更大天体引力影响的区域
比如地球的希尔球在日地系拉格朗日L1点靠近地球一侧,距离地球约150万千米,月球就在地球的希尔球范围内运行,因此太阳无法从地球的希尔球内夺走月球!
希尔球计算公式,小天体的质量是m,大天体(例如太阳)质量是M,轨道半长轴是a,离心率是e,我们简单计算下水星的希尔球范围:
水星质量:3.3022*10²³千克
太阳质量:1.9891*10^30千克
水星半长轴距离:57909100 km
离心率:0.20563
那么水星的希尔球半径是:175298.5KM
大约为17.5万千米
跟地球150万千米的希尔球相比,卫星的可能性大大降低,捕获卫星的概率只有地球的1/629.73,当然现在的结果就是水星没有自己的卫星!
太阳系中木星和土星的卫星与水星的情况是类似的,因为木星和土星在附近是一个强大的存在,野蛮的干涉了它的卫星再拥有卫星的可能!
而附近没有大的天体干扰时,很明显这个希尔球直径是会加大的,因为希尔球是一个动态的概念,遇强则弱,遇弱则强,因此小行星有自己的卫星并不令人惊讶,但我们了解一下的是也许正是由于外侧轨道木星强大引力的干扰,因此才成就了小行星带,要不然小行星带也可能是一整颗矮行星哦!