月球可以有卫星吗？

　　月球可以有卫星吗？事实上，这个问题有两种答案，一种是简单的，一种是复杂的。简单的答案是：可以！毕竟，在阿波罗登月计划中，有好几艘飞船都曾围绕月球运行。此外，我们还有其他太空探测器也成了月球的卫星，比如中国首颗绕月人造卫星嫦娥一号。
　　但这可能并不是你想问的问题。你想知道的是，月球等卫星是否还可以拥有一颗天然形成的卫星。回答这个就复杂了些，但答案是：一些卫星是可以有的，不过这种情况十分少见。
　　别被行星拉走
　　在进一步讨论之前，我们首先来了解一下什么是卫星。简单地说，它是一颗围绕行星运行的天体。那么围绕卫星运行的天体叫什么呢？有些人喜欢把它称之为卫星的卫星，不过我们在这里把它称之为子卫星。事实证明，子卫星是可以存在，但只能在一定条件下存在。为此，我们必须谈谈引力问题。
　　就拿地球和月球为例，地球质量大约是月球质量的81倍。这意味着，如果你把东西放在围绕月球的远轨道上，地球借助自身的引力就足以把它拉走。子卫星离月球越远，它就越容易受到地球引力的影响。即使地球不能直接把它从轨道上拉走，地球的引力可能足以扰乱它，微微地改变它的轨道，尤其是每次它在月球和地球之间经过时，轨道都会发生一定的改变。这些变化都会累计起来的，最终子卫星要么飞向宇宙深空，要么撞向地球或月球。
　　借助物理公式，你可以发现一颗卫星周围存在着一个空间范围，在这个空间范围里，卫星的影响力要远大于它所围绕的行星的影响力，而且子卫星可以在其中稳定地围绕卫星旋转。这个空间范围通常被称为希尔球，是以首先研究这个问题的美国天文学家乔治威廉希尔的姓氏命名的。
　　卫星的希尔球大小取决于三件事：它所围绕行星的质量、卫星的质量，以及行星离卫星有多远。这很好理解，一颗质量更大的卫星可以更好地让子卫星留在轨道上，但一颗质量更大的行星会起相反的作用。如果卫星离行星太近的话，行星会把子卫星拉走。
　　同样，行星也有自己的希尔球，也就是其卫星能稳定存在的范围。经过计算，我们可以得到地球希尔球的半径大约为150万千米，远大于地球与月球之间的平均距离（约38。4万千米）。有趣的是，月球的希尔球直径大约5。8万千米，或距离其表面约5。6万千米。这个范围是很大的，看来，月亮应该可以有一颗子卫星。
　　别被卫星撕碎
　　即使子卫星在卫星的希尔球内，行星的引力依旧可以继续影响子卫星，随着时间的推移，会破坏子卫星的稳定。这很难计算，但是一个合理的估计是，如果子卫星在希尔球半径的一半以内，它就能稳定很长时间，比如几十亿年。对于月球来说，这个距离为离其表面不到2。8万千米。
　　但是如果子卫星离卫星太近也有问题，原因是卫星的潮汐力。因为引力随着距离的增加而减弱，一个天体靠近一个大天体时，天体上的各点感受到的引力是不同的，不同点的引力差就是潮汐力。如果潮汐力太大的话，就可以撕碎这个天体！
　　根据相关的物理公式，我们可以发现，两个天体之间的距离小于等于某个距离时，潮汐力就可以撕碎较小的天体。潮汐力刚能撕碎小天体时的距离被称为洛希极限，它是以首位研究者法国天文学家爱德华洛希的姓氏命名的。洛希极限取决于很多因素，包括两个天体的质量和较小天体的体积。总之，这意味着子卫星不能太大，也不能与卫星靠得太近，否则它会被撕碎。
　　太阳系中的子卫星
　　最近，一些天文学家对此这样的问题进行了计算。他们提出了一个非常具体的问题：在我们的太阳系中，是否可以存在一颗围绕卫星运行的子卫星，而且子卫星的轨道至少可以稳定存在数十亿年？
　　结果表明，太阳系中没有多少卫星能容纳一颗个头足够大（直径不少于10千米）的子卫星。例如，许多卫星要么质量太低了，要么离行星太近，导致它们的希尔球非常小，有的卫星的希尔球甚至完全处于卫星的内部，使得子卫星很难有空间立足。
　　但是他们确实发现了几颗卫星可以拥有子卫星，这包括：月球、土卫六、土卫八以及木卫四。土卫六的质量很大，因此它可以牢牢控制住子卫星而不让其被土星拉走，而土卫八和木卫四离它们的行星足够远，所以它们的希尔球相当大。我们的月球质量足够大，而且离地球距离足够远，所以也可以拥有一颗子卫星。
　　有意思的是，土卫八拥有一个环绕星体超过半圈的山脊，而且山脊正好位于土卫八的赤道上，使得整个土卫八看起来就像两个金属半球被焊接在一起，而山脊正好就是那条焊接缝。目前，天文学家还无法确定这道山脊是如何形成的，但它可能是与一个被撕碎的小天体碰撞造成的。小天体被撕碎后，其碎片环绕土卫八并沿着赤道与其发生碰撞。这个小天体可能原本就是土卫八的子卫星，但因土星或其他卫星的影响，导致它与土卫八的距离越来越近，当它们之间的距离小于洛希极限后，这颗子卫星就被土卫八的潮汐力撕碎了。
　　罕见的子卫星
　　所以说，一些卫星可以拥有子卫星。那么，为什么我们没有在太阳系中找到这样的例子呢？一个原因是，一些子卫星可能太小了，我们很难找到它们。事实上，如果有一颗10米宽的子卫星围绕着我们的月球旋转，天文学家都很难发现它。更不用说其他卫星的子卫星了。但显然，我们也没有观察到更大的子卫星。
　　问题可能在于，较大的子卫星最初不可能与行星和卫星一起形成。围绕一颗新生恒星的旋转的气体尘埃盘，其内部物质的运动可能十分混乱，以至于任何较大的子卫星无法轻易地形成。至于行星和卫星形成之后，卫星捕获一颗小行星并使它成为子卫星，这是有可能的，但发生这种事情的概率非常低。
　　此外，我们的月球虽然现在具有拥有子卫星的条件，但在过去可能不是这样的。我们的月球在刚形成的时候可能非常接近地球，因为地球潮汐力的作用，它经过数十亿年后已经远离到目前的距离上。现在，月球仍以每年约4厘米的速度远离地球。月球在过去离地球很近，这意味着那时月球的希尔球将非常小，甚至它有可能完全会处于月球的内部。如果是这样的话，一颗子卫星就不可能形成。当它离地球足够远，拥有一个巨大的希尔球时，已经太迟了，太阳系早就稳定下来了，不会有什么物质可以过来形成子卫星。
　　而对于土星和木星来说，环绕这些行星运行的卫星有的相当大，例如土卫六和木卫三都如同水星那么大。这样，某颗卫星的子卫星除了会受到行星的影响外，它还会受到这些大个头卫星的影响。影响的因素增多了，导致很难形成子卫星。这可能就是在土星和木星的周围找不到任何子卫星的主要原因之一。
　　总之，虽然在一些卫星周围存在可以让子卫星稳定存在的区域，但在该区域中出现一颗像样大小的子卫星却是一件很难的事情。但这并不意味着子卫星根本不存在！虽然我们这儿没有子卫星，但宇宙那么大，总有一些地方会出现这种有趣的天文学现象。
　　例如，最近天文学家就发现，离我们大约8000多光年的系外卫星开普勒1625bI，极有可能拥有一颗相当大的子卫星。在那里，一颗类似太阳的恒星（开普勒1625）被一颗行星所围绕，该行星还被一颗卫星所围绕，该卫星又被一颗子卫星所围绕。
　　当然，子卫星的出现是一种非常有趣的天文学现象，也是一种罕见的特殊现象。研究这种现象，可以更深入地了解一些特殊天体的形成原因，以及其运行规律和最后的结局，其结论有可能推翻现在我们对周围天体已有的认识。