Предложена периодическая система спутников планет-гигантов

[Net]

Эмпирически установлено, что для всех планет-гигантов в Солнечной системе отношение суммарной массы их спутников к массе планеты составляет 0,01%. Группа ученых из Юго-западного исследовательского института США предложила свое объяснение этому труднообъяснимому факту.

Несмотря на стабильное отношение масс, спутниковые системы планет-гигантов отличаются не только большим количеством спутников, но и их разнообразием. Четыре галилеевых спутника Юпитера имеют примерно одинаковые размеры, причем Ио и Европа известны своей вулканической активностью. Система Сатурна содержит один большой спутник Титан, с плотной, богатой органикой атмосферой, и многочисленные, значительно меньшие по размеру спутники. В любом случае, полная масса спутников в обеих системах относится к массе соответствующей планеты в пропорции примерно 1:10000. Для планет земной группы это соотношение намного больше — масса Луны составляет примерно 1% от массы Земли (0,012). Эта пропорция еще больше для системы Плутон-Харон — масса спутника составляет 10% от массы планеты.


http://www.cnews.ru/news/top/index.shtml?2006/06/16/203764

[Olweg]

Кстати, это соотношение и для Урана выполняется, и даже для Нептуна, хотя у него спутник захвачен

[Net]

В принципе, если начать считать все подряд, по методике "Винегрет"  , то насчитать можно все что угодно. Благо, спутников, планет, астероидов, в целом говоря, материала для открытий достаточно. Расчетов, которые якобы случайно так совпадают, можно наделать много, а там вероятность насчитать действительно что-то сенсационное, хорошо возрастает. Соотношения или вероятности можно взять с какого угодно обьекта или уже проделанных расчетов.

У астрономии, как науки, уже оооочень много данных, если брать эти данные как математические элементы. В свое время, триумфом стало открытие Нептуна подобным образом. На дворе 21 век, ждем научного продвижения 

[Kweni]

Совершенно неправильное и претенциозное название. Периодическая система химических элементов позволяла предсказывать неоткрытые элементы и их конкретные свойства. Если они говорят о периодической системе спутников планет-гигантов, то обязаны предъявить предсказание: перечислить ещё неоткрытые спутники, элементы их орбит, размеры и плотность.

[Net]

Совершенно неправильное и претенциозное название. Периодическая система химических элементов позволяла предсказывать неоткрытые элементы и их конкретные свойства. Если они говорят о периодической системе спутников планет-гигантов, то обязаны предъявить предсказание: перечислить ещё неоткрытые спутники, элементы их орбит, размеры и плотность.

Ну ведь только предложена. Автор, наверное не сидит, ищет средства на жизнь.
Свою таблицу Менделеев создал, когда большинство элементов уже было известно, он просто все упорядочил. Если же провести аналогию с планетами-гигантами, то на бумаге открыть спутники тоже можно, но вот назвать их элементы орбит это уже слишком. Максимум - предсказать размеры и посчитать приблизительную массу.
Всеми средствами, которыми могли, открыли самые крупные спутники, черед за всплеском маленьких (от 1 км до нескольких десятков) спутников. На которые как раз попадет 0.01% массы (для такой цифры их должно быть немало).

p.s. Все же, лично я спутниками называю самые крупные из имеющихся, и сферической формы. Они с планетой вместе почти с самого момента образования. Остальные - мелочь, несферическая - прилетная и захваченная. Спутник, название для них с натяжкой.

[Karen]

Кажется что заглавие "периодическая система" от С-news, не от оригинала: http://www.swri.org/9what/releases/2006/canup.htm
В пресс-релизе: "Canup and Ward demonstrate that during multiple cycles of satellite growth and loss, the fraction of the planet's mass contained in its satellites at any given time maintains a value not very different from 0.0001..." "Канап и Вард покажут, что во время многочисленных циклов растения и потери спутников, дробь планетной массы содержана в своих спутниках в любое время сохраняет число не очень различно от 0,0001..." (ударение моё)

Их "многочисленые циклы" не "периодическая система" в смысле периодической таблице Менделеева. Суть того что говорят Канап и Вард, в цитате выше--дробь массы в спутниках больших планет, около 0,0001 в любое время эволюции систем планет-спутников.

[Net]

Значит, как всегда переусердствовали с переводом.   а ведь CNews.
Karen, спасибо.

[Владей]

а я вот тут подумал, почему бы не построить если и не "периодическую систему", то хотя бы диаграмму, отражающую структуру спутниковых систем у планет? Подумал-подумал, да и построил , тем более выходной и жарко. Получилось забавно, не хуже чем у Герцшпрунга  и Рассела. Может быть даже с не менее глубинным смыслом

Итак "диаграмма Владея" (с) .
На ней представлены данные по 146 спутникам планет солнечной системы. Подавляющая их часть разумеется принадлежит к планетам-гигантам, что следует иметь ввиду.  Диаграмма построена  в координатах масса/большая полуось орбиты . Массы спутников отнесены к массе соответствующей планеты, полуоси - к радиусу планетарной сферы Хилла. Все в логарифмическом масштабе.

Что же мы видим? Несмотря на малое число точек видно, что спутники (за исключением Харона и Луны) определенно собрались в пределах широкой полосы. Справа на 0.2-0.5 Rh, у предела устойчивости орбиты ,  скопилась всякая мелочевка, захваченная гравитационным полем планеты. Центр занят "родными" спутниками крупного и среднего размера  Слева у предела Роша выстроились цепочки спутников-пастухов, связанных с кольцами планет-гигантов. При желании можно было бы добавить и сами кольца.

Какая от всего этого польза? Не знаю. Наверное полученное распределение было бы интересно сравнить с результатами моделирования аккреции планеты-гиганта и его спутников.  Без сомнения общую картину распределения массы в планетарной сфере Хилла можно экстраполировать на внесолнечные планеты и делать на этом основании какие-то прогнозы. Рискну также предположить, что "хвост" у предела устойчивости справа должен описываться некой сравнительно универсальной зависимостью, применимой к внешней части любой гравитирующей системы , хоть даже облака Оорта.

Вобщем, люди пишите, кто что думает по поводу всего этого.

[Net]

hh1.gif

Просматривается главная последовательность    в виде перевернутой параболы. Нарыть бы побольше спутников, повысив точность.

[Stepa]

Есть маленькая неприятность в диаграмме - Rh зависит от m_p. Эта зависимость может давать вклад в распределение точек.

[Владей]

Есть маленькая неприятность в диаграмме - Rh зависит от m_p.

Хуже того - Rh зависит от полуоси орбиты планеты, величины которая имеет к количеству и массе спутников весьма отдаленное отношение.

Я долго думал, на что обезразмеривать расстояния, и пришел к выводу, что трудно придумать простой и естественный масштаб, применимый ко всем спутникам. Для начала я решил не изголяться и поделил все на Rh. Это вполне оправданно к внешим областям сферы Хиллы. Во внутренних же областях естественным масштабом является радиус планеты, а еще лучше - предел Роша.

На очередной версии диаграммы цветом показаны спутниковые группировки разных планет. С правого краю все перемешано достаточно однородно и масштаб Rh вполне годится. Левый край обнаруживает четко выраженные зависимости -уменьшение масс спутников  по мере приближения к местному пределу Роша. Вероятно выбором некоторой комбинации из R_Роша и R_Хилла можно действительно свести отдельные зависимости в одну кривую.

[Net]

Можно было бы не включать планеты земной группы и Плутон. Они портят закономерность и в предлагаемую периодическую систему их тоже не включают. Только гигантов.

[Olweg]

Ну, собственно, график иллюстрирует распределение "(кольца) - малые внутренние спутники - крупные классические спутники - малые нерегулярные (захваченные) спутники". Причем среди классических спутников вроде бы наблюдается рост массы с расстоянием, но не очень внятный.

[Владей]

Причем среди классических спутников вроде бы наблюдается рост массы с расстоянием, но не очень внятный.

очень на то похоже. Если расстояния относить не к R_Хилла , а к радиусу планеты, то почти все регулярные спутники, за исключением Деймоса и всякой мишуры у Сатурна лягут на одну прямую (см рисунок) . Причем на эту же прямую ложится и Луна, и даже спутники Плутона не выглядят большими отщепенцами. То есть массы спутников зависят от расстояния по простому степенному закону, на глазок показатель степени ~4. [по методу наименьших квадратов - 4.9+/-0.3, но зависит от того , какие точки учитывать, а какие нет]
Да, выходные прошли не зря, похоже открыт новый закон природы   Пора публиковать  ?

[Olweg]

Впечатляет! Надо бы добавить еще вновь открытые спутники у койпероидов и спутники астероидов. Зависимость налицо, несмотря на разное происхождение спутников - у твердых планет они осколочные (кроме, может быть, Марса).