هل يمكن للقمر أن يكون له قمر خاص به؟ ⚡ экспресс
باستخدام نموذج التخلف الهندسي الثابت لتبديد طاقة المد والجزر، تم حل معادلات أويلر-لاغرانج عددياً، ودُرست فضاء المعلمات لأنظمة نجم–كوكب–قمر–قمر ثانوي لأقمار ثانوية ذات كتلة كافية للحياة. كان بمقدور الأرض الاحتفاظ بأقمار ثانوية بكتلة كويكبية (~10^15 كجم)، بينما كان قمر ثانوي عند الحد الأعلى (~4.6·10^17 كجم) كفيلاً بإبعاد القمر بنحو 30% عن مداره الحالي. بالنسبة للمشتري الدافئ كيبلر-1625b: قمر ثانوي بكتلة تعادل ~10% من كتلة قمره يكون مستقراً إذا كان القمر على بُعد 67 نصف قطر كوكبي (بدلاً من 40). الأقمار الثانوية العملاقة (1.8 كتلة أرض) مستقرة إذا كان مدار القمر واسعاً (>100 نصف قطر كوكبي). وعند كتلة 0.5 كتلة أرض (شرط وجود غلاف جوي وتكتونية) يتراجع عدد التكوينات المستقرة. وقد لوحظ حد أدنى للاستقرار عند ~0.1 كتلة أرض، ويفسر ذلك بتوازن قوى المد والجزر مع حد روش. إذا كان تشكل الأقمار الثانوية في هذه الأنظمة يميل إلى الكتل المتوسطة، فقد تكون الأقمار الثانوية الصالحة للحياة نادرة.
يمكن للقمر أن يكون له قمر صغير خاص به — مثل الدمى المتداخلة، لكن في الفضاء. الدمية الخارجية هي الكوكب، والوسطى هي القمر، والداخلية هي قمر صغير تابع، أو قمر فرعي. نيوتن بيّن أن جميع الأجسام تتجاذب، والجاذبية تجمعها معًا. لكن الجاذبية ليست متساوية: فهي أقوى على الجانب القريب من القمر التابع مقارنة بالجانب البعيد. وهذا الفرق يُنشئ قوى المد والجزر التي تضغط وتمدد الجسم، تمامًا مثل عجينة الطين. إذا اقترب قمر فرعي كثيرًا من القمر الرئيسي، فإنه يتمزق — هكذا، ربما، تمزقت حلقة الغبار حول قمر زحل ريا. انحناء الزمكان يفسر ذلك على أنه تشوه في الفضاء نفسه.
تظهر الحسابات أن الأرض كان يمكنها الاحتفاظ بقمر فرعي بحجم كويكب. ولو كان أكبر لابتعد القمر عنا بنسبة 30%. بالنسبة للكوكب الخارجي كيبلر-1625بي — وهو عملاق غازي دافئ — يمكن أن تكون الأقمار الفرعية بحجم الأرض. لكي تنشأ الحياة على مثل هذا القمر، هناك حاجة إلى ماء سائل، وغلاف جوي، وتكتونية صفائحية، مما يعني أن الكتلة يجب أن تكون حوالي نصف كتلة الأرض. لكن عند هذه الكتلة "النصفية" يصبح المدار غير مستقر — مفارقة تجعل الأقمار الفرعية الصالحة للحياة ربما نادرة للغاية.
🎯 ربما كان لقمر زحل ريا حلقة غبارية في وقت ما — شبه أقمار فرعية.