本人在进行地理复习的时候,在笔记里发现了这样的一句话:「因为万有引力定律,行星的质量越大,其卫星数量越多。」

可是我查阅了相关资料得知:木星质量为1.90*10^27kg,土星质量为5.69*10^26kg。

木星的质量>土星的质量

我想问一下,我笔记里的这句话是否正确,以及木星土星这个例外的原因。

拜谢


发现卫星的数目不仅和行星实际卫星数目有关,也和观测能力有关。

已发现卫星的数目只是实际卫星数目的下界

就像如果某国每天检测出新冠新增2万,并不意味著每天实际新增只有2万好吧…一个道理…

参考阅读

木星:一觉醒来多了12颗卫星是一种怎样的体验?

如何看待土星超越木星,成为太阳系的「卫星之王」?


中学课本经常会硬凑一些规律出来,这些规律在高中知识的体系内是正确的,但是在实际上则不完全对或有很大偏差。另外,随著太空探索的持续进行,近年发现了许多新的卫星,书上的数据也可能已经过时,一切还是按照考纲来。不过随著未来更多卫星的发现,木星卫星数量超越土星也不是没有可能。

下面回答这个问题:

首先了解一个概念:希尔球,希尔球指的是天体周围的一个区域,轨道在这个区域里面的物体会被这个天体控制而非被这个天体所环绕的母天体控制。因此行星若想保留卫星,那么这个卫星的轨道一定在这颗行星的希尔球内。

一颗行星的希尔球范围的公式是: [公式] ,其中a是行星轨道的半长轴,e是行星轨道的离心率,m是它的质量,M是它环绕的恒星的质量,但实际上若要综合考虑天体间的引力摄动、光压、潮汐等因素,一颗行星所拥有的稳定卫星的极限距离是 [公式] (顺行轨道)或 [公式] (逆行轨道)。(是的,这很反直觉,逆行轨道的卫星更不容易逃跑)

应用上面的公式,我们不难得出土星(82颗)的希尔球比木星(79颗)大,太阳系内天体的希尔球大小可以见下图↓

可以看出太阳系内希尔球最大的天体其实是海王星,但是天王星(27颗)和海王星(14颗)的卫星为什么这么少呢?这和太阳系的形成演化有关。

天王星在太阳系的形成演化过程中可能遭遇过一次巨大撞击,导致它的自转轴倾角具有97.77度的倾斜(这相当于逆著趴著旋转),这次巨大的撞击破坏了它原有的卫星系统,现有的大部分卫星是在撞击产生的碎屑盘中形成的。

海王星卫星数量稀少则可能是因为海王星捕获了海卫一。海卫一是一颗逆向公转的卫星,它的直径有2700km,是太阳系中最大的几颗卫星之一,它的前身可能是太阳系边缘的柯伊伯带天体,后来被海王星的引力捕获,捕获海卫一的过程严重地影响了海王星原本的卫星系统,一部分可能被弹射出海王星的引力范围,另一部分可能已经坠入海王星了。

(也有可能是去天王星和海王星的行星探测器少,很多小卫星还没有被发现)

总结:木星卫星数量比土星少可能是因为其希尔球半径比土星小,但是拥有更大希尔球的海王星与天王星在演化过程中经历了一些事件,这导致了它们的卫星数量比木星土星少。

如有不正确的地方,欢迎指正。


我不做天文爱好者很多年了。

纠正一个错误观念,虽然同样叫卫星,但是他们大小差距非常大。

直径几千公里的,比如月球、木星的伽利略卫星、土卫六,叫卫星。

直径几十公里、几公里的,比如火卫一火卫二也叫卫星。

这些小卫星可能是大卫星互相撞击、或者被陨石撞击产生的碎片,也可能是大行星俘获的小行星、彗星。

地球之所以没有这种小卫星,是因为月球太大了。

说白了,这些石头疙瘩虽然也叫卫星,但是实在不配跟大卫星相提并论。

至于这些小卫星什么时候被发现,取决于人类的观测水平和机会。

只要观测水平足够高,绕著木星和土星旋转的石头疙瘩能多到人数不完。

但是比较足够大的卫星时,情形就显而易见了,太阳系直径前十五的卫星如下:

1.木卫三 5262km

2.土卫六 5150km

3.木卫四 4880km

4.木卫一 3643km

5.月球 3476km

6.木卫二 3138km

7.海卫一 2700km

8.天卫三 1578km

9土卫五 1530km

10天卫四 1523km

11土卫八 1460km

12天卫二 1170km

13天卫一 1158km

14土卫四 1120km

15土卫三 1060km

太阳系内直径在3000公里(约)以上的卫星有七颗,包括地球的卫星月球、木星的伽利略卫星木卫一、木卫二、木卫三、木卫四、土星的卫星土卫六,海王星的卫星海卫一。

木星有四颗,土星有一颗,地球有一颗,海王星有一颗。

海王星质量比天王星大,体积比他小。

月球是卫星中的特例。

直径超过1000公里的卫星有15颗。

其中土星五颗、木星四颗、天王星四颗、海王星一颗、地球一颗。

结论就来了:木星的大卫星更多,除了月球这个特例,大卫星的数量与行星质量是呈现一定的正线性关系的。

最后是猜测:

木星自身的质量更大,大卫星更多,一定程度上会导致更多的小卫星坠毁,类似于月球对地球系的效果。

土星有更大的光环,远古时期可能有大规模的卫星碰撞,因此留下了更多的碎片,因此石头疙瘩级别的小卫星会更多。


学天文的都知道,天文学里只有数量级是有意义的。

两个东西数量级差3可以说完全一样,虽然实际上差了1000倍。

木星才比土星重了不到四倍,一个数量级都没到,这根本就不是个天文学问题

更何况,2019年10月之前,木星的卫星数量一直比土星多。

太阳系八大行星中谁的卫星最多??

www.sohu.com

2019年10月后,土星多发现了20颗,反超了。

太阳系中卫星最多的行星并非木星,土星新发现20颗卫星17颗逆行_轨道?

www.sohu.com图标

因为万有引力定律,行星的质量越大,其卫星数量越多。

这句话对不对呢?当然不对,地球的卫星有三千多——人造的。

只算天然卫星呢?土星那么大个环,环里那么多小天体,都是天然的,一算就上万。

不算土星环里的那些,还不是嫌人家小嘛。周期性观测都做不到,怎么好意思说是卫星。

地球周围的空间碎片有两万多,大于几厘米的碎片都有机构在持续追踪,了解的土星环里的小石块清楚,但一样没升格成卫星。

但尺度10cm的立方体,发到天上就叫立方星,正经的人造卫星。

立方星?

www.smartsatellite.com图标

归根结底,还是代表人类的国际天文联合会(IAU)说了算。

PS:就是这个组织在2003年开除了冥王星的「行星籍」。


提个比较不专业的思路。

其实从天文学角度来讲,同为气态大行星的土木两星其实质量「差不多」。

所以剩下的偶然因素就更重要了。


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