鲁超 拉扯出的引力之球

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卫星也可以有自然卫星吗？不会，因为卫星的山球太小了。

有人问了一个有趣的问题:卫星也可以有自然卫星吗？

单考虑重力，卫星当然可以让距离自己足够近的物体变成自己的卫星。但是很奇怪，太阳系没有一颗卫星有自己的卫星，太不科学了！

糟蹋这个问题的正确答案:卫星的山球太小。

▲太阳系卫星那么多，为什么没有“卫星卫星”？

希尔球？这是什么东西？

这是19世纪中叶美国天文学家乔治·希尔在罗氏基础上提出的概念，因此得名“希尔球”。太阳系有成千上万颗行星。经过早期的混乱，所有的幸存者都是英雄。他们划分自己的领地，每个领地大致是一个球体，是每个星球的“希尔球”。恒星中的物体“希尔球”将主要受到恒星引力的影响。

▲美国天文学家希尔，“希尔球”就是以他的名字命名的。

希尔的球有多大？

考虑到两个天体的系统，每个天体“希尔球”的半径就是它们的质心到L1点的距离。所以如果你知道如何计算拉格朗日点，你自然会算出希尔球有多大。显然，较大的天体希尔球更大，而较小的天体只能被较大天体的引力欺负，蜗居在狭小的空房间里。

▲这个拉格朗日点图只考虑日地系统。太阳到L1的距离是太阳山球的半径，中间L3和L1之间的大的是太阳山球，右边L1和L2之间的是地球山球。

你可以理解，如果宇宙中只有一个天体，它的引力等势面会形成一层又一层的完美球体，就像一层又一层的气泡。但毕竟宇宙并不孤独。这里只考虑两个天体，双方的引力场会相互竞争。就像两边的层层气泡相互碰撞，有的相互挤压，有的相互融合。较重的天体维持自身气泡的能力更强，属于自己的气泡当然更大。

▲可以用泡泡来理解希尔球。

在太阳系中，太阳占据了99.86%的质量，其引力无孔不入，几乎控制了整个太阳系。八大行星的引力气泡被它挤压。离太阳越近，山球越小，如水星、金星、地球、火星等类地行星；离太阳越远，山球越大。虽然木星的质量比海王星大得多，但海王星有最大的山球，因为它离太阳最远。

另一方面，希尔球也与天体的平均密度有关。你可以看到，虽然类地行星的质量比木星、土星等巨行星小很多，但它们的密度大约是木星的4倍，所以希尔球并没有小多少。

▲八大行星、部分小行星和矮行星的希尔球半径。从左到右:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、谷神星、冥王星和海王星。

有人开始开动脑筋:“我也有一个山球吗？”

答案是:“是的，但是太小了，没有意义。”

然后升级:“航天飞机有山球吗？”这样宇航员就可以绕着航天飞机转。"

假设航天飞机的重量为100吨，在距离地球表面300公里的天空中空飞行，可以计算出它的Hill球体半径为1.2米，比自身小。

▲如果Tai 空只有一个特斯拉，很容易让高尔夫球绕着它旋转。

根据前述，密度和引力场是决定希尔球体大小的重要因素，所以也不是绝对不可能。一方面，远离地球，另一方面，增加一个物体的密度可以使其绕地球运行，拥有更大的希尔球体。经过计算，如果将一个物体放在密度为55g/cm3的地球同步轨道上，就有可能拥有自己的Hill球，让其他物体围绕自己旋转。然而，我们在哪里可以找到这么重的普通物质呢？地球上常见的物质中，密度最高的锇只有22.59g/cm3。

别跟我说什么地球上没有的白矮星超固体，中子星，中子态！

▲锇金属在普通物质中密度最高。

回到前面的问题:卫星能有自然卫星吗？

理论上当然有可能。你看不到。人类不是向月球轨道发射了很多人造卫星吗？事实上，在太阳系中，也有小行星拥有自己的天然卫星。

1999年有一颗椭圆轨道的小行星绕着太阳转KW4。近日点比水星轨道更靠近太阳，只有0.2个天文单位，而远日点离地球很近，有1.1个天文单位。经计算，它将于2036年5月25日经过地球，距离地球只有200万公里。因此，它是一颗危险的小行星，需要密切关注。

有趣的是，这颗小行星虽然很小，直径只有1.3-1.5公里，但它有一个伴星——一个直径只有360米的小天体，围绕着这颗小行星，成为它的卫星。

▲带卫星的小行星1999 KW4。

然而，这毕竟只是一个案例，事实是冷酷的。现在发现，太阳系的185颗卫星，没有一颗有自己的“卫星”。

宇宙是MoMo的，万有引力定律无处不在。追随它的人是繁荣的，反对它的人是死亡的。太阳系又拥挤了。木星和土星所到之处，就像一艘巨大的航空母舰穿过海峡，海浪向远方蔓延，一次又一次折磨着弱小天体的“希尔球”。这些弱卫星本身没有保障。在巢下，安已经完成了她的蛋。

总之，经过很长一段时间的天文学研究，即使一开始有一些“卫星”，也被各大行星卷走了。

▲木卫一上拍摄的火山喷发源于木星强大的引力。

这也可以解释为什么水星没有卫星。水星离太阳太近，希尔球最小。即使有卫星，它也已经被太阳引力穿透了。这颗卫星要么撞上水星或太阳，要么环游世界。

▲从这张图来看，水星没有黑子大，你还想当大哥？省省吧。

天文学家也受到了伊帕托斯赤道脊的困扰，它有10-20公里高，使伊帕托斯看起来像一个核桃。有人认为这是因为伊帕托斯曾经拥有一颗“卫星”，这颗卫星被土星的引力撕裂，部分残骸落在土星表面，形成了这座高耸入云的山峰。

▲伊帕托斯形如胡桃木。看到赤道山脊了吗？

简而言之，如果有人问，天体发生了什么？我们可以大致回答这个问题:球被拉成一个球。