Μπορεί ένα φεγγάρι να έχει φεγγάρι;

Όλοι γνωρίζουμε ότι οι πλανήτες περιφέρονται γύρω από αστέρια και τα φεγγάρια γύρω από πλανήτες. Έχετε αναρωτηθεί ποτέ αν ένα φεγγάρι μπορεί να έχει δικό του φεγγάρι (υποφεγγάρι); Θεωρητικά, η απάντηση είναι ναι, αλλά υπάρχει ένας καλός λόγος για τον οποίο δεν έχουμε ανακαλύψει υποφεγγάρια γύρω από φεγγάρια στο δικό μας ηλιακό σύστημα.

Πώς λειτουργούν τα φεγγάρια

Για να έχει ένα σώμα φεγγάρι, το φεγγάρι πρέπει να είναι αρκετά κοντά στο άλλο σώμα για να σχηματίσει μια σταθερή τροχιά. Υπάρχει ένα είδος απόστασης Goldilocks. Εάν το πιθανό φεγγάρι είναι πολύ κοντά, μπορεί να συντριβεί στον ξενιστή του. Εάν είναι πολύ μακριά, η βαρύτητα δεν μπορεί να συγκρατήσει τα δύο σώματα και το πιθανό υποσελήνη απομακρύνεται.

Η ζώνη μέσα στην οποία μπορεί να κρατηθεί ένα φεγγάρι ονομάζεται σφαίρα λόφου. Το μέγεθος της σφαίρας Hill εξαρτάται από τη μάζα του ξενιστή και επομένως από τη βαρύτητα που μπορεί να ασκήσει. Η σφαίρα του λόφου γύρω από τον Δία είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή γύρω από τη Γη. Τα περισσότερα φεγγάρια στο ηλιακό σύστημα έχουν πολύ μικρότερη μάζα από τη Γη, επομένως οι σφαίρες των λόφων τους είναι ακόμη μικρότερες. Αυτό καθιστά λιγότερο πιθανή τη λήψη υποσελήνης. Για παράδειγμα, ενώ η σφαίρα του λόφου της Γης έχει ακτίνα 1,5 εκατομμυρίων χιλιομέτρων (235 ακτίνες της Γης), η σφαίρα του Λόφου της Σελήνης είναι μόνο περίπου 60.000 χιλιόμετρα. Όσον αφορά τα φεγγάρια, αυτή είναι μια μεγάλη σφαίρα Hill. Άλλα φεγγάρια με δυνητικά αρκετά μεγάλη μάζα για να φιλοξενήσουν υποφεγγάρια περιλαμβάνουν το φεγγάρι του Δία Καλλιστώ και τα φεγγάρια του Κρόνου Τιτάνα και Ιαπετό.

Η Σελήνη ή άλλο φεγγάρι θα μπορούσε αιχμαλωτίστε ένα υποφεγγάρι, αλλά δεν θα το κρατούσε πολύ. Ο λόγος είναι ότι τα περισσότερα φεγγάρια βρίσκονται σε σύγχρονη περιστροφή γύρω από τον πλανήτη υποδοχής τους. Όπως η Σελήνη, τα φεγγάρια δείχνουν το ίδιο πρόσωπο προς τον πλανήτη τους ανά πάσα στιγμή. Αυτό παράγει μια παλιρροϊκή δύναμη σε οποιοδήποτε αντικείμενο προσπαθεί να περιφερθεί γύρω από ένα φεγγάρι. Τελικά, η τροχιά ενός υποφεγγαριού θα εξασθενούσε και θα έπεφτε στο φεγγάρι που φιλοξενούσε ή αλλιώς οι παλιρροϊκές δυνάμεις θα διέλυαν το υποφεγγάρι. Στην πραγματικότητα, οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι είναι πιθανό η ισημερινή κορυφογραμμή στο φεγγάρι του Κρόνου Ιαπετούς να αποτελεί απόδειξη πρόσκρουσης υποσελήνης.

Οι πλανήτες τείνουν να μην περιφέρονται συγχρόνως γύρω από το αστέρι τους, επομένως είναι δυνατές σταθερές σεληνιακές τροχιές.

Ανθρωπογενείς υποσελήνες

Ένα διαστημόπλοιο σε τροχιά γύρω από ένα φεγγάρι γίνεται προσωρινός δορυφόρος ή υποσελήνη. Αυτά τα τροχιακά αισθάνονται τις παλιρροϊκές δυνάμεις, αλλά είναι εύκολο να αντισταθμιστούν χρησιμοποιώντας προωθητές. Στην πραγματικότητα, ακόμη και χωρίς πυραύλους, ένας τεχνητός δορυφόρος θα μπορούσε να αντέξει χιλιάδες ή και εκατομμύρια χρόνια πριν πέσει στο φεγγάρι.

Άλλα σώματα με υποφεγγάρια

Ενώ οι αστρονόμοι δεν έχουν ανακαλύψει κανένα φεγγάρι με υποφεγγάρια, έχουν ταυτίσει τους αστεροειδείς με τα δικά τους φεγγάρια. Σε ορισμένες περιπτώσεις, δύο αστεροειδείς παρόμοιας μάζας σχηματίζουν ένα δυαδικό σύστημα. Ένα παράδειγμα είναι το σύστημα 90 Antiope. Συνηθέστερα, οι δορυφόροι είναι πολύ μικρότεροι από τους αστεροειδείς που βρίσκονται σε τροχιά. Οι επιστήμονες δεν είναι απολύτως βέβαιοι πώς σχηματίζονται αυτά τα συστήματα. Μια υπόθεση είναι ότι μια τεράστια σύγκρουση σπάει έναν αστεροειδή σε κομμάτια που συνεχίζουν να ταξιδεύουν μαζί και δεσμεύονται από τη βαρύτητα.

Αναφορές

• Dombard, A. J. et al. (2012). «Καθυστερημένος σχηματισμός της ισημερινής κορυφογραμμής στον Ιαπετό από έναν υποδορυφόρο που δημιουργήθηκε σε μια γιγαντιαία πρόσκρουση». Journal of Geophysical Research:Planets . Τόμος 117, Τεύχος Ε3. doi:10.1029/2011JE004010
• Kollmeier, Juna A. &Sean N. Raymond (2019). Μπορούν τα φεγγάρια να έχουν φεγγάρια; Μηνιαίες ειδοποιήσεις της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας:Επιστολές , Τόμος 483, Τεύχος 1, σελ. L80–L84. doi:
  10.1093/mnrasl/sly219
• Marchis, Franck; Enriquez, J. E.; Emery, J. P.; Berthier, J.; Descamps, P. (2009). The Origin of the Double Main Belt Asteroid (90) Antiope by Component-Resolved Spectroscopy . Συνάντηση DPS #41. Αμερικανική Αστρονομική Εταιρεία.