על מנת לענות על שאלה זו, עלינו קודם כל להבהיר ולהגדיר מהי ספירת היל (Hill sphere).
ספירת היל של גוף אסטרונומי הוא האזור שבו כח הכבידה משפיע על הירח הסובב אותו. על מנת שלכוכב לכת יהיה ירח, לירח חייב להיות מסלול אשר נמצא בתוך ספירת היל של אותו כוכב לכת. לירח שכזה, למעשה, תהיה מוגדרת גם ספירת היל משלו. כל אובייקט בטווח זה יטה להיות לווין של הירח ולא של כוכב הלכת.
נכון להיום, אסטרונומים מצהירים, כמעט בודאות, שאין תת-ירחים לירחים שבתוך מערכת השמש שלנו.
אך אין זה אומר שמבחינה פיסיקלית דבר שכזה אינו יכול להתרחש (כפי שהסברו בהגדרת ספירת היל).
בכל זאת, נאס"א הצליחה לגרום לחלליות לחוג מסביב לירח שלנו! כמובן, שיתכנו במערכות שמש רחוקות מאיתנו כוכבי לכת בעלי ירחים שגם להם יש ירחים. למיטב ידעתי, אין לנו כיום את היכולת הטכנולוגית לזהות ולגלות ירחים מחוץ למערכת השמש שלנו על אחת כמה וכמה תת-ירחים של ירחים מחוץ למערכת השמש שלנו.
מחוץ לספירת היל תת-הירח יאבד את מסלולו סביב הירח שלו.
כדוגמא ניקח את מערכת השמש- כדה"א-ירח. כדרה"א הינו ירח (במובן של לווין) של השמש והירח הינו תת-לווין החג סביב כדה"א. הירח סובס סביב הארץ משום שהירח נמצא במרחק של 370000 ק"מ מהארץ, בטווח ספירת היל של הארץ אשר בעלת רדיוס של 1.5 ק"מ.
בלשון פשוטה ניתן לומר שספירת היל מגדירה את המרחב שבו כח הכבידה של כדור הארץ הינה משמעותית יותר מכח הכבידה של השמש עבור גוף כלשהו. אם הירח היה מוצא עצמו מחוץ לספירת היל, הירח היה חג סביב השמש במקום לחוג סביב הארץ, בדיוק כמו שאר כוכבי הלכת ובכלל זה האסטרואידים והשביטים.
לכוכב צדק,לדוגמא, יש ספירת היל גדולה בהרבה מזו של הארץ, זאת משום שצדק הינו מאסיבי יותר מהארץ ובעל כח כבידה חזק יותר. אך חשוב מכל, ספירת היל של צדק גדולה יותר מזו של הארץ בשל העובדה שצדק הינו רחוק יותר מהשמש מאשר הארץ ועל כן, כח הכבידה של השמש חלש יותר בסביבת צדק מאשר בסביבת הארץ. עובדה זו נותנת לכוכב הלכת צדק הרבה השפעה כבידתית במרחב הסובב אותו. כתוצאה מהעובדה שרדיוס ספירת היל של צדק גדול מאוד, אנו יכולים להסביר מדוע לצדק יש הרבה ירחים ובכלל זה מדוע צדק מסוגל להשפיע על מסלולם של שביטים בצורה כה חזקה.
הערה חשובה:
הבעיה העיקרית הינה שתת-ירח לא יכול להשאר בסלול החג מסביב לירח באופן בלתי מוגבל בגלל גאות ושפל. הירח, כמו כמעט כל הירחים במערכת השמש שלנו, מסונכרן בסיבובו סביב הארץ באופן כזה שהוא מראה את אותו צד שלו כלפי הארץ כל הזמן. ביתר דיוק: מחזור הסיבוב שלו סביב צירו זהה למחזור הסיבובי שלו סביב הארץ. דבר זה נגרם מכוחות של גאות ושפל בין הירח לארץ. אלו הם אותם כוחות גיאות ושפל אשר גורמים לגאות נמוכה וגבוהה על כדור הארץ. בתצורה שכזו, כל גוף הנמצא בספירת היל של הירח מסלולו ידעך עקב כוחות הגיאות. דבר זה אומר שהמסלול של כל תת-ירח של הירח יהפוך להיות קטן יותר ויותר עד אשר התת-ירח יתנגש בירח או שכוחות הגיאות הירחי "יתלשו" אותו לחלקים.
מאת: חיים ברק
המחלקה לפיזיקה של חלקיקים ואסטרופיזיקה
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.
