Какова самая длинная наблюдаемая цепочка естественных связанных орбит?

Определить цепочку связанных орбит как список последовательно уменьшающихся массивных тел, каждое из которых находится на связанной орбите с телами, предшествующими ему в списке.

Тогда примером связанной цепочки орбит будет: <Солнце, Земля, Луна>, поскольку Земля вращается вокруг Солнца, а Луна вращается вокруг Земли и Солнца (и они перечислены от большей к меньшей массивности). Это цепочка длины 3.

Вопрос: Какова самая длинная цепочка естественных связанных орбит, которую мы когда-либо наблюдали?

Связанный: Есть ли у лун луны?

Вопрос по своей сути неоднозначен, потому что проблема n тел вообще не решена при n>2. Так, например, вполне возможно, что Солнечная система выбросит некоторые из своих планет в какой-то момент в будущем. Представление о том, что мы связаны подобным образом, является в лучшем случае приблизительным, ограниченным во времени или вероятностным. Например, на основании статистической механики ожидается, что наша галактика будет спонтанно испаряться в достаточно длительных масштабах времени, и это не нарушает закон сохранения энергии, на что указывает слово «связанный».
Солнце также вращается вокруг галактики?
@BenCrowell Не стесняйтесь публиковать ответ о том, что самая длинная цепочка связанных орбит может быть n = 2, поскольку все остальные орбиты по своей природе нестабильны. Если вы сможете убедить меня, я выберу ваш ответ!
@Rick Спасибо за эту ссылку - и за ваш подробный ответ на этот вопрос. Это было очень впечатляюще, и мне нравится, как StackExchange поощряет такие подробные и хорошо проработанные ответы.

Ответы (2)

Конечно 4 (возможно 5):

Самая длинная достоверно известная цепочка — «3»: Солнце-Земля-Луна.

Было замечено, что Рея (луна Сатурна) имеет кольцо вращающегося материала: Это дает Солнце-Сатурн- Рея - Кольцо для четырех уровней (включая неразрешенную пыль).

Глядя дальше:

DH Тельца и DI Тельца представляют собой двойную пару звезд типа Т-Тельца одинакового размера (обе маленькие красные карлики); они находятся на взаимной орбите.

У DH Тельца есть большой субзвездный компаньон.

У компаньона есть аккреционный диск вращающегося вещества.

Итак, у нас есть DI-Таури > DH-Таури > DH-Таури-b > материя в диске для четырех уровней орбиты.

Даже это не очень хорошо, потому что DH Тельца больше, чем DI Тельца, так что будет немного преувеличением сказать, что DH Тельца вращается вокруг DI. Если что, то наоборот. Вокруг вторичной звезды в системе находится очень мало планет, и ни у одной из них нет вероятных спутников. Кроме того, известно, что диск материи вокруг субзвездного объекта не имеет встроенных в него настоящих «спутников».

Так что "4", кажется, лучшее, что мы можем сделать...

Но можем ли мы добавить в Галактику - Звезду - планету - Луну - пыль/кольцо? получаем 5 уровней.

Их определенно может быть 4: Солнце-Земля-Луна-космическая пыль. Но, возможно, это немного натянуто, так как космическая пыль мала, и она не очень важна с точки зрения вопроса.
@fasterthanlight в вопросе нет ограничений по размеру. Я бы, конечно, согласился с космической пылью, если бы вы могли показать, что ее наблюдали на орбите Луны.
Можем добавить в Галактику-Звезда-Планета-Луна-Пыль? .... чтобы получить 4 (или, возможно, 5)
Галактика полностью разрешена вопросом! Можем ли мы стать еще больше (или меньше)?
Почему галактический центр не в счет? Есть ли какие-то дебаты о том, что это совокупность материи, вращающейся вокруг гигантской массы?
@J...: Галактическая черная дыра на самом деле представляет собой крошечную долю массы галактики. Она крошечная даже по сравнению с массой не темной материи. Это не Солнечная система, где что-то вращается вокруг центра Солнечной системы, потому что там есть Солнце. Материал не вращается вокруг галактического центра из-за черной дыры.
@user2357112supportsMonica Орбиты отличаются, потому что в диске распределено так много массы , но мы все равно считаем сверхмассивную черную дыру центральным телом орбитальной системы.
Конечно, люди выводили объекты на орбиту вокруг Луны.
@EricTowers Это правда, но я ловко включил в вопрос «естественный», поэтому он исключает объекты, созданные руками человека!
Хотя я проголосовал за это, утверждение о том, что «Рея ... было замечено, что у нее есть кольцо из орбитального материала», является спорным. Судя по Википедии , были обнаружены вещи, которые можно было бы объяснить или предположить наличием кольцевой системы. Но камера зонда «Кассини» не заметила ожидаемых колец, несмотря на то, что искала их специально.
И, честно говоря, если Рея не является 4-глубокой системой, то на самом деле нет гарантированного примера такой системы, поэтому я бы сказал, что вы должны отредактировать пост, чтобы не начинать с «точно 4».

Короткий ответ:

Возможно иметь цепочку из двенадцати объектов, но это зависит от того, сколько объектов в этой цепочке на самом деле имеют стабильные орбиты вокруг других объектов в цепочке.

Длинный ответ:

Моя первая догадка будет примерно такой:

Сверхскопление галактик Девы > гравитационный центр Местной группы галактик > Галактика Млечный Путь > Солнце > Сатурн > Рея > частица в пылевом кольце, для семи уровней.

Более общий пример семи уровней:

Дева Сверхскопление галактик > гравитационный центр Местной Группы галактик > Галактика Млечный Путь > звезда > экзопланета > экзолуна > спутник экзолуны. Луны лун считаются динамически маловероятными, но возможными, и поэтому в такой огромной галактике, как Галактика Млечный Путь, их должно быть много.

Я отмечаю, что сверхскопление галактик Девы считается частью комплекса сверхскопления Рыбы-Кита и, возможно, может вращаться вокруг гравитационного центра комплекса сверхскопления Рыбы-Кита. Если это так, то за всю историю Вселенной он, вероятно, совершил только часть одной орбиты.

Отмечу, что центр Сверхскопления Галактик Девы считается находящимся в Скоплении Галактик Девы, а центром Скопления Галактик Девы считается большая галактика М87, а центр Галактики М87 считается быть сверхмассивной черной дырой.

Я отмечаю, что звезды обычно формируются в рассеянных звездных скоплениях, которые рассеиваются из-за гравитации других объектов примерно через сто миллионов лет. Таким образом, многие молодые звезды и их планеты могут вращаться вокруг гравитационных центров рассеянных звездных скоплений, вероятно, совершая лишь несколько оборотов, прежде чем скопления рассеются.

Я отмечаю, что звездные системы часто содержат две или более звезд, вращающихся вокруг общего центра тяжести. Если одна звезда намного массивнее другой (других), можно считать, что менее массивная звезда (звезды) вращается вокруг более массивной звезды.

Поэтому я гипотетически предлагаю следующую возможную цепочку:

Какой бы астрономический объект ни находился в гравитационном центре комплекса сверхскопления Рыбы-Кит > сверхмассивная черная дыра в центре M87 > что бы то ни было (темная материя?) может находиться в гравитационном центре Местной группы галактик > гравитационный центр Галактика Млечный Путь с ее сверхмассивной черной дырой > Какой бы объект ни находился в гравитационном центре молодого рассеянного звездного скопления > массивная молодая звезда > вокруг нее вращается гораздо менее массивная звезда > вокруг нее вращается коричневый карлик > вокруг нее вращается гигантская экзопланета > экзолуна, вращающаяся вокруг нее> луна луны, вращающаяся вокруг нее> пылинка, вращающаяся вокруг луны луны.

И это приводит к тому, что может быть конечной возможной цепочкой, заканчивающейся объектами в нашей галактике. Возможно, в других отдаленных частях вселенной могут быть цепочки с большим количеством уровней. Однако цепочка может быть намного короче в зависимости от того, какая из орбит на самом деле будет гравитационно устойчивой.

Комментарий вызывает сомнение в том, что галактики на самом деле вращаются вокруг других и более крупных объектов. И есть интерпретация, согласно которой звезды в галактике вращаются вокруг своего общего центра тяжести, а не вокруг черной дыры, которая постепенно формируется из падающего вещества вокруг центра тяжести.

Если эти две интерпретации верны: самая большая возможная цепочка будет выглядеть примерно так:

  1. Какой бы объект ни находился в гравитационном центре молодого рассеянного звездного скопления >
  2. массивная молодая звезда >
  3. вокруг нее вращается гораздо менее массивная звезда >
  4. вокруг нее вращается коричневый карлик >
  5. вокруг нее вращается гигантская экзопланета >
  6. вокруг него вращается большая экзолуна >
  7. маленькая луна луны, вращающаяся вокруг нее >
  8. пылинка, вращающаяся вокруг луны луны.

Также смотрите ответы на: Есть ли ограничение на количество объектов, которые могут вращаться вокруг друг друга в цепочке?

Млечный Путь вращается вокруг чего-либо? Можете ли вы подтвердить свое первое предположение какими-либо доказательствами того, что наша галактика и более крупные структуры имеют определенные орбиты вокруг чего-либо?
Согласно предыдущему ответу на этот вопрос, существует спор о том, действительно ли на Рее что-то вращается вокруг нее. Подробнее см . в Википедии .