图片:这张色彩斑斓的水星图是由信使号水星探测器执行的色彩底图图像采集任务所得的图片制成的。这些颜色并不是水星呈现于人眼的样子,而是为了凸显行星表面岩石的化学、矿物学和物理学差异所作的颜色。图片来源:NASA,约翰霍普金斯大学应用物理实验室,华盛顿卡耐基研究所。
水星和金星之所以没有自己的卫星,是因为它们太靠近太阳了。
任何距离水星或金星过于遥远的卫星不仅会处于一个不稳定的轨道,而且 还会被太阳捕获。可是如果它们离这两颗行星太近了,又会被潮汐引力所摧毁。能让卫星稳定环绕这两颗行星长达数十亿年的区域也许实在是太窄了,窄到没有什么天体曾进入过这样的轨道:无论是被捕获而来的,还是于行星吸积形成的。
具体是什么意思呢?让我们来做点力学运算。
拿水星来举例:一颗卫星距离它多远才可以达到太阳引力等同于水星引力?
G(Mp)m/rs2 = G(Ms)m/R2
设Ms为太阳质量,Mp为水星质量,m为卫星质量,rs为卫星到水星中心的距离,R为水星到太阳的距离(注:同时也被粗略当作卫星到太阳的距离)。卫星质量m的数值相互抵消,万有引力常数G也相互抵消,所以当R=5600万千米,Ms=2x1030千克,Mp=3.3x1023千克时,我们通过代数运算可得rs=22700千米。注:R为水星到太阳的距离,而R同时也被当作了卫星到太阳的距离,也就是说,这是个粗略计算,因为卫星到水星的距离和卫星到太阳的距离比起来小到可以忽略不计。精确计算的话结果相差不大,大约为22737~22755千米。