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天王星海王星体积质量比地球大得多,为什么其卫星都没有地球的卫星大?

高阶白帽 1482 0 2020-11-05 09:24:38

如果你仔细分析过太阳系内各行星的卫星大小,你会很明显提出一个疑惑:“为什么体积质量比地球大的行星,其卫星还不如地球的大呢?”

比如木星,木星的质量是地球的318倍,体积是地球的1321倍。然而木星的卫星和月球比起来,相差不了多少。这究竟是为什么呢?

我们通过一组照片分析一下:木星的卫星体积相对于木星而言,小的可怜,就像是芝麻和西瓜的一样。

其他诸如天王星和海王星的卫星,相对于主星来说,也是小的可怜。

而地球就不一样了, 地球的卫星也就是月球,体积为2.199×1010立方千米 ,相当于地球的1/4。

为什么地球的卫星如此特殊呢?

其实这牵涉一个天文方面的问题,也就是行星形成机制。

卫星有三种形成方式:

  • 从绕行星的星盘(只在大型气体行星的情况下)同时生成
  • 从撞击的残骸形成
  • 捕获经过的天体。

通过绕行星的星盘形成的卫星,一般都较小,比如木星的木卫一、木卫二、木卫三和土卫六,因为木星是气态行星,不可能通过撞击形成,而且,这些卫星的尺寸和他们相对于行星的位置不符合俘获方式特征。

通过俘获来的卫星有一个特点,就是卫星偏小且有任意倾角的角度。海王星的卫星海卫一,它被认为是俘获来的柯伊伯带天体。

而通过撞击形成的卫星,一般体积都较大,甚至有科学家把这种称为“双星系统”。太阳系内有两颗星球的卫星是通过撞击而来的,那就是冥王星的卫星卡戎以及地球的卫星月球。

下图中,左侧就是地球和月球,右侧就是冥王星和卡戎。

月球的形成

月球的形成机制现在主流说法是大碰撞说,该假说认为大约在45亿年前,地球轨道附近有一颗和火星大小差不多的天体名叫Theia(忒亚),这名字来源于希腊神话月神母亲的名字。

在引力的作用下,地球和忒亚发生了撞击。碰撞之后形成的碎片在宇宙中飘荡。后来,又在引力的作用下,部分碎片重新落到地球上,又有部分碎片像土星环一样漂浮在地球的周围,之所以没有跑太远,是因为地球对这些碎片仍有引力。

后来,逐渐在引力的作用下,重新形成了一个天体,也就是月球。

这个假说并非人们的异想天开,而是有相应的证据:

1,地球的自转和月球公转方向相同。俘获来的卫星自转方向和主星的公转方向就不相同,比如海王星的卫星海卫一。

2,月球和地球岩石拥有的稳定同位素比率是相同的,这意味着有相同的起源。而俘获型的卫星则没有。

3,月球曾有熔融态的表面。

4,月球拥有较小的铁核且其密度比地球低。

5,由其他行星系统发生类似碰撞所得到的证据。

6,符合太阳系形成理论。

但,即使如此,大碰撞说也有一些问题没有解决,如果解决了之后,大碰撞说就不再是假说,而是事实了。

月球的形成对地球产生了什么影响

事实上,如果没有月球,地球可能不会有生命存在。

首先,大海的潮汐效应,虽然太阳也会影响地球海洋的潮汐,但太阳比起月球提供的引力实在是太小了,因此地球上的潮汐主要是由月亮控制。如果没有月球,地球的潮汐将会变得很小很小,大海将会涌到其他地方,造成海水泛滥,甚至是大海啸。

其次,月球给地球提供刹车效应

地球形成初期,自转的速度非常快,达到每天只有几个小时,恐龙时代每天也只有22小时(也有说20小时)。

而月球提供的引力让地球的海水相互摩擦以消耗地球的动能,效果就是地球的自转速度变慢了。更有利于生物生存了。

因此,月球对于地球的生命起源而言,至关重要。

总结

最后我们总结一下:

行星的形成方式一共有三种,既俘获性、撞击型、从绕行星的星盘同时生成。

其中俘获性与同时生成的卫星相对于主星而言较小,通过撞击型得到的卫星较大。而月球就是由忒亚与远古地球撞击而形成,因此月球的体积相对于地球而言较大。

而海王星的卫星海卫一是俘获而来,因此卫星体积相对较小。(天王星卫星太多,有27个,大部分是与自身一起形成。)

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