¿Podría una luna tener sus propios satélites visibles desde el planeta que orbita?

Los satélites de la luna son inestables : demasiado cerca y se nota la abultamiento y no hace una bonita elipse, por lo que después de un tiempo se estrellará. Si está demasiado lejos, se caerá y orbitará la Tierra.

Mire la " esfera de la colina " representada como un mapa topológico, y obtendrá la sensación de cómo interfiere la gravedad de la Tierra, dejando solo una pequeña región donde las órbitas parecen girar de manera normal.

Pero no puedes orbitar tan cerca, ya que la luna no solo tiene bultos sino que está fuera de equilibrio . Resulta que ciertas órbitas de alta inclinación funcionan mejor, al menos en papel.

Entonces, primero, debes averiguar qué hace que la esfera de la colina sea más grande. No lo sé de antemano, pero supongo que la luna puede ser más grande y estar más lejos. Pero si la luna está lejos del primario, tiene el mismo problema y terminará orbitando alrededor del sol, o fácilmente perturbado por otros cuerpos en el sistema solar.

Además, nuestra luna está bastante torcida. Una situación más adecuada sería que la luna fuera especialmente simétrica. ¿Quizás podría ser líquido? Eso permitiría que el satélite orbite cerca y permanezca estable.

Agregue alguna otra razón para permanecer estable, como la resonancia todopoderosa . Hágalo ligeramente excéntrico, haga que el subsatélite esté desequilibrado y en un medio múltiplo impar de su período, que también es un pequeño múltiplo del período de la luna, y además tenga otra luna grande con un período un múltiplo integral exacto del período de la luna. .

Si eso no es del todo correcto, al menos es creíble para la audiencia, si no resuelven las matemáticas de verdad.

Hace unos años hubiera dicho que los satélites lunares estables no eran posibles.

Las órbitas altas cerca del límite de Hill Sphere se desestabilizan por la influencia de la tierra.

Las órbitas bajas se desestabilizan por la concentración de masa lunar s (mascons para abreviar).

Luego leí la propuesta de Keck para estacionar un asteroide en órbita lunar. Me sorprendió cuando mencionaron la posibilidad de colocar la roca en una órbita lunar estable que no necesitaría mantenimiento de estación.

Luego aprendí que las órbitas retrógradas distantes (DRO) son estables incluso cuando se acercan a los límites de Hill Sphere.

Un ejemplo de un cuerpo en un DRO es la Luna de Júpiter S/2003 J2. El semieje mayor de esta luna tiene casi 30 millones de kilómetros. La esfera de la colina de Júpiter tiene un radio de 52 millones de kilómetros. El artículo de Wikipedia S/2003 J2 dice

Los límites de la influencia gravitatoria de Júpiter están definidos por su esfera Hill, cuyo radio es de 52 gigametros (0,35 AU). Se cree que las lunas retrógradas con ejes de hasta el 67% del radio de Hill son estables. En consecuencia, es posible que se descubran lunas de Júpiter aún más distantes.

Nuestra Esfera de la Colina de la Luna tiene un radio de unos 60.000 kilómetros. En mis simulaciones orbitales he colocado objetos en una órbita lunar retrógrada con semieje mayor de 50.000 km. Estas órbitas han durado siglos. Me imagino que un DRO a 40.000 kilómetros podría durar eones. Y esto es lo suficientemente alto como para que los masones lunares no desestabilicen la órbita.

En un escenario de ciencia ficción, una luna con una Hill Sphere más grande es plausible. Los DRO son estables a largo plazo en las regiones exteriores de Hill Sphere.

Sí pueden. Sin embargo, generalmente los satélites de las lunas serán sacados de órbita.

La NASA ha puesto en órbita naves espaciales y módulos lunares alrededor de lunas, demostrando que se puede hacer. Sin embargo, las fuerzas de marea del planeta pronto sacarán al satélite de la luna de la órbita, probablemente en órbita alrededor del planeta. Tal vez una gran luna lejos de su planeta podría soportar un satélite, ya que su propio campo gravitatorio sería más fuerte que el campo del planeta a esa distancia.

Fuente: http://www.popsci.com/scitech/article/2008-04/could-moon-have-moons

Supongamos que este es el sistema Tierra-Luna.

Si la luna de la Luna es muy pequeña, puedes tener una fácilmente. Pero el problema es que no sería visible desde la Tierra.

Si desea que el satélite de la Luna sea visible desde la Tierra a simple vista, debe tener una fracción decente del tamaño de la Luna. Pero ahora tendrás un sistema de 3 cuerpos. Esto no está bien.

Esto se debe a que la luna de la Luna es lo suficientemente grande como para que no se pueda ignorar su gravedad. Por lo general, los sistemas de 3 cuerpos son inestables. Entonces tendrías una colisión o uno de los cuerpos (probablemente el más pequeño saldrá disparado)

La solución a tu problema podría ser colocar la luna más pequeña en uno de los puntos de Lagrange . Tal vez L4.

Habiendo dicho eso, es posible que aún no funcione, ya que colocar un objeto grande en L4 podría desestabilizar el sistema.

Otra solución podría ser colocar la luna más pequeña en una órbita cercana alrededor de la Tierra.

la luna es un satélite de la tierra, la tierra es un satélite del sol, por lo que ya existen satélites de segundo nivel, pero esto es posible porque el sol/tierra y la tierra/luna son muy diferentes y la luna no se ve muy perturbada por el sol.

Acabo de pensar en algo cuando leí la pregunta de nuevo. Suponiendo que ser físicamente pequeño y de baja masa en comparación con su principal sea una mejora, podría ser pequeño pero aún visible por razones distintas a la luz solar reflejada en la roca común.

Si puedes aceptar un sistema inestable, sí.

Desde la perspectiva de una forma de vida, el movimiento de los planetas no cambia, pero en realidad siempre cambia y eventualmente es inestable. Entonces, podría permitir una situación que no era estable dada una historia plausible sobre cómo llegó a ser: la mayoría de los sistemas se basan en la acreción, por lo que la órbita debe ser lo suficientemente estable para que los desechos en órbita se acumulen y se conviertan en una luna.

Como ejemplo, la teoría actualmente aceptada es que una proto-Tierra más pequeña chocó con un cuerpo del tamaño de Marte, dejando un planeta más grande (la Tierra actual) y un vasto campo de escombros del segundo cuerpo que se ha acumulado en nuestra Luna. La Luna se está alejando lentamente de la Tierra a medida que el giro de la Tierra se desacelera, por lo que esto tampoco es permanentemente estable.

Una posible historia podría ser que un par estable de Planeta+Luna se encuentra con un impactador arrojado por un camino complejo alrededor de los gigantes del sistema, que choca con el planeta como se muestra arriba. Si la Luna original estaba en una órbita inclinada en comparación con la trayectoria del impactador y sufrió un golpe oblicuo, podría haber un período de tiempo en el que ambas lunas se orbitaran entre sí y alrededor del planeta. Aunque esto no sería de larga duración, e implicaría una gran cantidad de escombros lloviendo sobre el planeta durante un tiempo.

Productos divertidos de este respecto a las historias serían:

1. Darse cuenta de lo precario que es el movimiento de los cielos, lo que tal vez explique algunos cambios ambientales: incluso un astrónomo temprano podría calcular alguna deriva en curso de su órbita e inferir que estaban a punto de colisionar.
2. Una segunda luna helada podría ser calentada por las fuerzas de las mareas, lo que permitiría que un ecosistema sumergido debajo de una corteza helada saliera a la superficie.
3. La esfera de la colina de una luna es muy pequeña, por lo que para que esto funcione durante un período de tiempo prolongado, los dos cuerpos tendrían que estar bastante cerca uno del otro.
4. La rareza de la situación podría atribuirse a una raza alienígena entrometida, ya sea intencionadamente configurando todo o involuntariamente creando la configuración durante otras actividades. ¿Un experimento para ver si una raza avanza más rápido con un ejemplo muy claro de las leyes de la gravedad sobre ellos?