為什麼冥王星質量那麼小,又有5個衛星,能保持穩定的運行軌道?


倒過來說這事:既然我們看到有這些衛星,說明它們確實是可以穩定存在的。 如果有不穩定的,那早就飛出去了。

或者說,如果穩定繞轉的時標太短,那我們不應該有機會看到這幾顆衛星,我們看到就說明穩定的時標夠長。


問題提的時間點很好啊……上個月NASA剛公布了一個新的觀測結果:Hydra, Nix, Styx的軌道是有一個共振關係的。每個周期里Styx公轉11圈,Nix公轉9圈,Hydra公轉6圈;Nix與Styx相遇2次,Nix和Hydra相遇3次,Styx和Hydra相遇5次。所以這些軌道不僅「能」穩定,而且穩定得超乎想像……

黑點是Styx,紅點是Nix,藍點是Hydra
[圖片來源:https://en.wikipedia.org/wiki/File:Hydra,_Nix,_Styx_conjunctions.jpg]

這種共振跟木衛一、木衛二、木衛三之間的共振相似,只是比例係數不一樣(6:9:11 vs 1:2:4)。這兩個系統中的共振關係都可以保證不會出現三顆星在同一側連成一條線的情況。

[原圖gif:https://en.wikipedia.org/wiki/File:Galilean_moon_Laplace_resonance_animation.gif]

NASA媒體發布會:http://www.nasa.gov/content/goddard/briefing-materials-observations-of-pluto-s-moons
Nature文章:http://www.nature.com/articles/nature14469
Laplace Resonance: https://en.wikipedia.org/wiki/Orbital_resonance#Laplace_resonance

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原題目為「冥王星質量那麼小,又有5個衛星,那他們能保持穩定的運行軌道嗎?」,後來題目被改為「為什麼冥王星質量那麼小,又有5個衛星,能保持穩定的運行軌道?」 我只知道原題目的答案是「能」,但是「為什麼」就不知道了…


質量小不代表不能擁有穩定的衛星系統


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