Сколько лун может образоваться вокруг этой альтернативной Земли?

Количество лун

Шон Рэймонд написал отличный ответ на аналогичный вопрос , и я хотел бы основывать свой ответ на его. Он использовал следующую технику, чтобы оценить общее количество лун, вращающихся вокруг планеты, предполагая, что все луны находятся в среднем орбитальном резонансе друг с другом.

1. Вычислите внешний край области устойчивых орбит, равный половине радиуса Хилла . Для Земли это расстояние равно$\sim0.005\text{ AU}$. Для сравнения, большая полуось Луны$\sim0.0025\text{ AU}$.
2. Оцените внутренний край области. Я предполагаю, что это 1/20 большой полуоси Луны , или$\sim0.000125\text{ AU}$. Самой внутренней границей является предел Роша . Однако это зависит от массы вращающегося тела. Не зная, на что будут похожи луны, я не склонен строить догадки о том, каким будет предел Роша (хотя мы, вероятно, в безопасности, с этим в качестве нашей внутренней границы).
3. Разделите внешний радиус на внутренний. Это вас$40$.
4. Третий закон Кеплера связывает большую полуось$a$период$P$к $$a^3\propto P^2$$ Поднимите свой предыдущий результат до$3/2$сила. Это дает нам фактор$252$, что близко к$256=2^8$. Это означает, что мы могли бы соответствовать$8+1=9$Луны комфортно на орбите, если мы немного согнем границы.

Некоторые дополнительные мысли о стабильности:

• Массы лун нужно будет отрегулировать так, чтобы они не слишком мешали друг другу. Я предполагаю, что все они будут иметь очень маленькую массу, но я не знаю наверняка. На самом деле это интересный вопрос, если подумать: насколько маленькой вы можете сделать луну, которая очистит свою орбиту от обломков? Я обновлю это, если найду хороший ответ.
• Формирование системы было бы трудно объяснить. Стабильные резонансы, конечно, могут возникать — и мы видим это в лунных системах Юпитера и Сатурна, в частности, на некоторых галилеевых лунах , — но такое количество лун было бы многовато. Вам также понадобится довольно большой диск обломков вокруг Земли. Я не думаю, что Гипотеза Гигантского Столкновения могла бы работать здесь!
• Система, вероятно, была бы стабильной, если бы была изолирована, но если бы появился внешний объект, все бы довольно быстро пошло не так.

Эффекты

Всякий раз, когда вы создаете систему лун, на ум обычно приходят приливы. На этом сайте были подробно описаны приливные узоры от нескольких лун (см. Как наличие нескольких лун повлияет на приливы? ), хотя , я полагаю , никогда с 9 лунами. Метод моделирования приливов состоит в том, чтобы просто рассматривать циклы как сумму 9 синусоидальных волн, по одной для каждой луны, и смотреть на возникающие закономерности.

О культуре всегда интересно думать. У многих цивилизаций были божества для Солнца и Луны; может быть, у вас есть что-то подобное здесь. 9 лунных божеств дают вам пищу для множества интересных историй. Мне на ум приходят мифы о Плеядах . Календари также могут быть разными; более сложные системы хронометража, безусловно, были бы возможны. Возможно, вы захотите немного изучить этот угол.

У вас может быть сколько угодно «спутников», если они достаточно малы (вспомните кольца Сатурна, которые на самом деле состоят из миллионов маленьких «спутников»).

OTOH много больших лун (по сравнению с размером планеты) маловероятно. Скорее всего, наша Луна не смогла бы сосуществовать с другой луной такого же размера.

Наличие большого количества лун «выравнивает» приливы, которые могут влиять или не влиять на жизнь и культуру.

То же самое с ночным освещением, которое имеет некоторое влияние на сельское хозяйство и растения (по крайней мере).