月球可以有衛星嗎？

月球可以有衛星嗎？事實上，這個問題有兩種答案，一種是簡單的，一種是複雜的。簡單的答案是：可以！畢竟，在阿波羅登月計劃中，有好幾艘飛船都曾圍繞月球運行。此外，我們還有其他太空探測器也成了月球的衛星，比如中國首顆繞月人造衛星嫦娥一號。

但這可能並不是你想問的問題。你想知道的是，月球等衛星是否還可以擁有一顆天然形成的衛星。回答這個就複雜了些，但答案是：一些衛星是可以有的，不過這種情況十分少見。

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別被行星拉走

在進一步討論之前，我們首先來了解一下什麼是衛星。簡單地說，它是一顆圍繞行星運行的天體。那麼圍繞衛星運行的天體叫什麼呢？有些人喜歡把它稱之為「衛星的衛星」，不過我們在這裡把它稱之為「子衛星」。事實證明，子衛星是可以存在，但只能在一定條件下存在。為此，我們必須談談引力問題。

就拿地球和月球為例，地球質量大約是月球質量的81倍。這意味著，如果你把東西放在圍繞月球的遠軌道上，地球藉助自身的引力就足以把它拉走。子衛星離月球越遠，它就越容易受到地球引力的影響。即使地球不能直接把它從軌道上拉走，地球的引力可能足以擾亂它，微微地改變它的軌道，尤其是每次它在月球和地球之間經過時，軌道都會發生一定的改變。這些變化都會累計起來的，最終子衛星要麼飛向宇宙深空，要麼撞向地球或月球。

藉助物理公式，你可以發現一顆衛星周圍存在著一個空間範圍，在這個空間範圍里，衛星的影響力要遠大於它所圍繞的行星的影響力，而且子衛星可以在其中穩定地圍繞衛星旋轉。這個空間範圍通常被稱為希爾球，是以首先研究這個問題的美國天文學家喬治·威廉·希爾的姓氏命名的。

衛星的希爾球大小取決於三件事：它所圍繞行星的質量、衛星的質量，以及行星離衛星有多遠。這很好理解，一顆質量更大的衛星可以更好地讓子衛星留在軌道上，但一顆質量更大的行星會起相反的作用。如果衛星離行星太近的話，行星會把子衛星拉走。

同樣，行星也有自己的希爾球，也就是其衛星能穩定存在的範圍。經過計算，我們可以得到地球希爾球的半徑大約為150萬千米，遠大於地球與月球之間的平均距離（約38.4萬千米）。有趣的是，月球的希爾球直徑大約5.8萬千米，或距離其表面約5.6萬千米。這個範圍是很大的，看來，月亮應該可以有一顆子衛星。

別被衛星撕碎

即使子衛星在衛星的希爾球內，行星的引力依舊可以繼續影響子衛星，隨著時間的推移，會破壞子衛星的穩定。這很難計算，但是一個合理的估計是，如果子衛星在希爾球半徑的一半以內，它就能穩定很長時間，比如幾十億年。對於月球來說，這個距離為離其表面不到2.8萬千米。

但是如果子衛星離衛星太近也有問題，原因是衛星的潮汐力。因為引力隨著距離的增加而減弱，一個天體靠近一個大天體時，天體上的各點感受到的引力是不同的，不同點的引力差就是潮汐力。如果潮汐力太大的話，就可以撕碎這個天體！

根據相關的物理公式，我們可以發現，兩個天體之間的距離小於等於某個距離時，潮汐力就可以撕碎較小的天體。潮汐力剛能撕碎小天體時的距離被稱為洛希極限，它是以首位研究者法國天文學家愛德華·洛希的姓氏命名的。洛希極限取決於很多因素，包括兩個天體的質量和較小天體的體積。總之，這意味著子衛星不能太大，也不能與衛星靠得太近，否則它會被撕碎。

太陽系中的子衛星

最近，一些天文學家對此這樣的問題進行了計算。他們提出了一個非常具體的問題：在我們的太陽系中，是否可以存在一顆圍繞衛星運行的子衛星，而且子衛星的軌道至少可以穩定存在數十億年？

結果表明，太陽系中沒有多少衛星能容納一顆個頭足夠大（直徑不少於10千米）的子衛星。例如，許多衛星要麼質量太低了，要麼離行星太近，導致它們的希爾球非常小，有的衛星的希爾球甚至完全處於衛星的內部，使得子衛星很難有空間「立足」。

但是他們確實發現了幾顆衛星可以擁有子衛星，這包括：月球、土衛六、土衛八以及木衛四。土衛六的質量很大，因此它可以牢牢控制住子衛星而不讓其被土星拉走，而土衛八和木衛四離它們的行星足夠遠，所以它們的希爾球相當大。我們的月球質量足夠大，而且離地球距離足夠遠，所以也可以擁有一顆子衛星。

有意思的是，土衛八擁有一個環繞星體超過半圈的山脊，而且山脊正好位於土衛八的赤道上，使得整個土衛八看起來就像兩個金屬半球被焊接在一起，而山脊正好就是那條焊接縫。目前，天文學家還無法確定這道山脊是如何形成的，但它可能是與一個被撕碎的小天體碰撞造成的。小天體被撕碎後，其碎片環繞土衛八並沿著赤道與其發生碰撞。這個小天體可能原本就是土衛八的子衛星，但因土星或其他衛星的影響，導致它與土衛八的距離越來越近，當它們之間的距離小於洛希極限後，這顆子衛星就被土衛八的潮汐力撕碎了。

罕見的子衛星

所以說，一些衛星可以擁有子衛星。那麼，為什麼我們沒有在太陽系中找到這樣的例子呢？一個原因是，一些子衛星可能太小了，我們很難找到它們。事實上，如果有一顆10米寬的子衛星圍繞著我們的月球旋轉，天文學家都很難發現它。更不用說其他衛星的子衛星了。但顯然，我們也沒有觀察到更大的子衛星。

問題可能在於，較大的子衛星最初不可能與行星和衛星一起形成。圍繞一顆新生恆星的旋轉的氣體塵埃盤，其內部物質的運動可能十分混亂，以至於任何較大的子衛星無法輕易地形成。至於行星和衛星形成之後，衛星捕獲一顆小行星並使它成為子衛星，這是有可能的，但發生這種事情的概率非常低。

此外，我們的月球雖然現在具有擁有子衛星的條件，但在過去可能不是這樣的。我們的月球在剛形成的時候可能非常接近地球，因為地球潮汐力的作用，它經過數十億年後已經遠離到目前的距離上。現在，月球仍以每年約4厘米的速度遠離地球。月球在過去離地球很近，這意味著那時月球的希爾球將非常小，甚至它有可能完全會處於月球的內部。如果是這樣的話，一顆子衛星就不可能形成。當它離地球足夠遠，擁有一個巨大的希爾球時，已經太遲了，太陽系早就穩定下來了，不會有什麼物質可以過來形成子衛星。

而對於土星和木星來說，環繞這些行星運行的衛星有的相當大，例如土衛六和木衛三都如同水星那麼大。這樣，某顆衛星的子衛星除了會受到行星的影響外，它還會受到這些大個頭衛星的影響。影響的因素增多了，導致很難形成子衛星。這可能就是在土星和木星的周圍找不到任何子衛星的主要原因之一。

總之，雖然在一些衛星周圍存在可以讓子衛星穩定存在的區域，但在該區域中出現一顆像樣大小的子衛星卻是一件很難的事情。但這並不意味著子衛星根本不存在！雖然我們這兒沒有子衛星，但宇宙那麼大，總有一些地方會出現這種有趣的天文學現象。

例如，最近天文學家就發現，離我們大約8000多光年的系外衛星開普勒-1625b I，極有可能擁有一顆相當大的子衛星。在那裡，一顆類似太陽的恆星（開普勒-1625）被一顆行星所圍繞，該行星還被一顆衛星所圍繞，該衛星又被一顆子衛星所圍繞。

當然，子衛星的出現是一種非常有趣的天文學現象，也是一種罕見的特殊現象。研究這種現象，可以更深入地了解一些特殊天體的形成原因，以及其運行規律和最後的結局，其結論有可能推翻現在我們對周圍天體已有的認識。

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