是否所有卫星都被认为是与行星碰撞的结果?


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关于月球形成方式的主要假设是另一个物体与地球相撞,抛出了形成月球的大量物质。

所有卫星都被认为是这种情况吗?例如Phobos,Deimos,Charon,Titan,Europa等。如果没有,那么为什么我们需要一个如此戏剧性的“起源故事”来代替月球,而不需要其他月亮?为什么我们不仅仅假设月亮与所有卫星的形成方式相同?


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产生戏剧性起源故事的动机是,月亮相对于地球太大。有些人甚至喜欢通过将地球称为“双行星”来强调这一点。虽然小型卫星可以与它们的母体一起形成,但似乎很难获得能够可靠地制造出两个类似大小的相邻天体的初始条件。当然,地质方面也是这个问题的原因。
Martin Kochanski

冥王星的卫星行星对它的星球来​​说也“太大了”,但是到目前为止,还没有人提出灾难性的影响来解释这一点。我并不是说从未发生过这样的事情。在地球的情况下,如果它发生了(并且可能发生了),入侵者最有可能来自小行星带,但是遭受灾难性影响的发烧友坚持认为,没有足够的物质在小行星带中形成一个水星或火星大小的行星,而没有告诉我们他们怎么知道。
Michael Walsby,

Answers:


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行星卫星有三种主要的形成方案。

巨大的撞击假设:卫星形成为行星与大行星之间的撞击的必然产物。月球就是一个例子,其中一个论据是,月球的化学成分与地球的化学成分非常精确地匹配,表明月球的化学成分部分是我们的星球,部分是原始撞击物(Theia))。我们也知道月球离地球越来越远,因为我们有证据表明月球通过吸收地球自转能量获得了轨道势能。我们之所以知道这一点,是因为几天不在数百万年前的24小时之内,而且我们可以使用化石珊瑚中的环来追踪地球自转周期的变化(那些环具有树环之类的装备,但每天都会产生。 )。然后我们可以看到月亮在十亿年前就非常接近地球了(我们有更多的证据,这是因为当时的潮汐非常大,并且是最近形成的行星每天发生洪水的地质证据)。如果您时光倒流,您会发现月亮基本上是从地球出现的。有更多的证据证明这种情况适合我们的月球。

增生方案:卫星从新生行星周围的物质圆盘(就像行星从原行星圆盘上积聚的)聚结在一起,即所谓的行星外圆盘。例如,我们在木星周围有四个伽利略卫星(艾欧,欧罗巴,木卫三和卡利斯托)。由于圆盘相对较平,在同一轨道平面上形成的卫星也沿与行星旋转方向相同的方向移动(这是有意义的,因为两者都是由相同的材料以一定的角动量旋转产生的)。这是大型卫星的最常见情况。我们的月球无法像这样形成,因为预期的外行星盘大小根本没有今天的月球大(地球是一个小行星,相对而言,它有一个巨大的月球)。

捕获场景:卫星在太阳系其他地方形成为独立的小天体。随着时间的流逝,一些动力相互作用可能使物体靠近行星,并且都受到重力的束缚。海王星最大的卫星特里顿就是一个例子。就吸积情况而言,逆行轨道是无法解释的,吉安撞击方案在海王星上工作所需的能量太大。特里顿被捕获(我们认为它是柯伊伯带中另一个行星,因为它具有冥王星的许多化学特征和该区域的其他对象)。海王星上没有那么多卫星,可能是因为特里顿到达系统并动态地破坏了它们的轨道时,它们消失了(撞向地球或被弹出)。另一个明显的例子是木星微小的不规则卫星。对于地球而言,这种情况很难想象,因为就必须精确调整轨道插入参数的情况而言,捕获像我们这样的大型卫星并使轨道圆形将是一项壮举。巨大的冲击场景导致了针对更大范围的冲击参数的模拟当前状况,因此从统计角度讲更有可能。

还有一些不那么频繁和一些投机的情况:

来自其他卫星的Eyecta碎片:某些卫星可能起源于其他卫星。较大的撞击可能会将物质射入轨道。一个例子是海马营(海王星的卫星),现在被认为是从变形杆菌(较大的卫星)中剥离的碎片。

拉格朗日/ 特洛伊木星卫星:这类似于外行星盘的情况,但此处由于某些位置较早的卫星而进一步刺激了某些区域的行星盘内积聚。轨道物体可以通过雕刻重力景观来生成五个平衡点(拉格朗日点)。这些平衡点中的两个(L4和L5)是稳定的平衡点。因此它们就像重力陷阱一样,在那里物质可以积累直到新月形成。作为一个潜在的例子,我们在土星系统中有TelestoCalypso。它们都位于Tethys的L4和L5 Lagrange点上(更大的月球,具有很大的引力影响)。它们可能已经形成为规则的物体,然后被困在平衡点上,或者当物质在那些重力陷阱上聚结时,它们可能实际上已经在那里形成了。

12108ķG162

离心解体的情况:这也是假设的,但我们认为这在小行星上经常发生。就像许多彗星和小行星一样,轻质卫星可能是卢布堆。失去边界的材料,几乎没有凝聚力。如果月亮开始旋转得越来越快(由于某种机制,例如Yarkovsky-O'Keefe–Radzievskii–Paddack效应),由于极高的离心力(如从同向旋转所看到的那样),它最终可能会分裂成两部分原始月亮的参考框架)。据信,像这样的小行星1999年ķw ^4

月亮是由其他许多破裂的卫星组成的:看起来很疯狂,它是关于Miranda(天王星卫星之一)形成的假设之一。米兰达的表面是如此复杂且变化多端,以至于有人推测它可能是由轨道天王星绕在一起的几块轻轻地组合而成的。这些碎片可能是来自其他卫星的碎片,也可能是来自Miranda本身的早期迭代的碎片,在破坏性事件后被打碎了。每个块上的地质学将独立发展,直到它们重新组合在一起。但这也很投机。


好的,迈克,库姆弗里爵士等,我提出的三种机制都是错误的,而你所偏爱的一种机制是正确的,但是我看不出如何避免我提到的那些机制。知道会很有趣。
迈克尔·沃尔斯比,
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