Возможно ли, чтобы Луна не была заблокирована приливом?

Да. Приливная блокировка — это конец процесса (приливного ускорения), который может занять миллионы лет. Луна (или любое другое тело, вращающееся вокруг более крупного тела) избежит приливной блокировки…

• чем он массивнее,
• тем быстрее он вращается вокруг своей оси для начала, и
• тем дальше он вращается от большего тела для начала.

Сила приливов уменьшается со скоростью, пропорциональной кубу расстояния между телами, поэтому компонент «расстояние» уравнения, безусловно, является наиболее важным.

Если Луна была захвачена недавно (с геологической точки зрения), потребуется некоторое время, чтобы она стала заблокированной приливом. Это займет намного больше времени, если он был захвачен на далекой орбите. И даже дольше, если при захвате быстро крутилась. Обратите внимание, однако, что по мере того, как начинает действовать приливное ускорение, замедление вращения Луны будет вызывать трение. Ожидайте геологически активную луну, взбалтываемую планетарными приливами.

Для справки: луне размером с Землю, вращающейся вокруг планеты размером с Сатурн на высоте один миллион километров, потребуется всего около 12 дней , чтобы совершить полный оборот по орбите. Для меньшего газового гиганта (с массой Нептуна) вы могли бы иметь аналог Земли на орбите в 2 миллионах километров с периодом 76 дней . Просто поиграйте с числами в уравнениях (WolframAlpha — ваш друг!).

Да, но все не может быть именно так, как ты хочешь.

При заданных значениях радиуса орбиты и периода обращения (предположим, что «несколько месяцев» равно 60 дням), вы можете использовать третий закон Кеплера, чтобы вывести, что масса родительского тела должна составлять около 2,2*10^25 кг, что составляет примерно четверть массы Урана. Это число будет меньше, если вы хотите увеличить орбитальный период. Газовые гиганты такого размера должны быть возможны, но неизвестно, существуют ли они, и он не будет близок к Сатурну, который примерно в 25 раз больше этого газового гиганта.

Из-за этого вы не можете иметь все три значения там, где вы хотите. Вы должны выбрать, следует ли изменить радиус орбиты, период обращения или массу родительского тела.

Если изменить радиус орбиты, сделать орбиту намного дальше миллиона километров, но иметь указанный период обращения и родительское тело, то он окажется в ситуации, аналогичной Япету , но немного ближе. Япет приливно привязан к Сатурну, поэтому можно с уверенностью предположить, что там будет еще одна луна.

Если вы измените период обращения, чтобы вращаться быстрее, но указали радиус орбиты и родительское тело, то это похоже на Титан . Титан также ближе к тому, что вам нужно с точки зрения размера, так как он больше по объему, чем Меркурий, но он все еще заблокирован приливом, поэтому любая другая луна, вероятно, все еще заблокирована приливом.

Если уменьшить массу родительского тела, то подобных примеров не будет, потому что в нашей Солнечной системе нет объектов такого размера, на которые можно было бы смотреть. Однако «луна» при той же плотности, что и Земля, будет иметь массу 4,0 * 10 ^ 25 кг. В этом случае это была бы не луна, это была бы планета этой системы, а ее луной была бы газовая "планета"-гигант, и эта система напоминала бы систему Плутон-Харон.

К сожалению, ни одна из этих ситуаций не дает вам луну, которая не заблокирована приливом, как вы и просили. Однако есть одна альтернатива, которая может сработать для вашей истории:

Меркурий находится достаточно близко к Солнцу, так что приливные силы должны доминировать над его вращением, но он имеет высокий эксцентриситет 0,2, что предотвращает настоящую приливную блокировку. Вместо этого Меркурий имеет спин-орбитальный резонанс 3:2 . Ваша луна может быть перемещена на более близкую орбиту, поэтому ее орбитальный период составляет несколько дней, а затем ей придан некоторый орбитальный резонанс из-за высокого эксцентриситета. Если период обращения равен 60 часам, то спин-орбитальный резонанс 5:2 подходит для 24-часового дня. Теперь это нарушит желаемый период обращения, и расстояние будет довольно сильно колебаться, но у него будет луна рядом с газовым гигантом с 24-часовым днем ​​и более длительным периодом обращения.

Если планета или луна имеют эксцентричную орбиту, как Меркурий, они могут продолжать вращаться. Меркурий имеет резонансный замок 3:2 — он совершает три оборота за каждые два оборота. Другие резонансные замки возможны, если одно и то же или противоположное полушарие обращено к первичному в каждом периапсисе.

Маловероятно, чтобы обитаемая луна вращалась вокруг газового гиганта и не была заблокирована приливами. Как говорит pablodf76, который более оптимистичен в этом вопросе, сроки блокировки исчисляются миллионами лет. Это нужно сравнить с миллиардами лет, которые потребовались для развития разумной жизни на Земле.

Это правда, что шкала времени становится намного длиннее, если вы находитесь дальше, но, как говорит Джарред Аллен, Япет находится далеко от Сатурна (более 3,5 млн км) и все еще привязан к приливу. Дело в том, что каждая большая луна в Солнечной системе заблокирована приливом.

Вы можете представить себе сценарий захвата, но помните, что вы хотите, чтобы жизнь успела развиться на Луне. Таким образом, Луна и газовый гигант должны находиться в обитаемой зоне в течение миллиардов лет, прежде чем Луна, наконец, действительно станет Луной, будучи захваченной. Не невозможно, но чертовски маловероятно.