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Il satellite terrestre, la Luna, è un piccolo corpo che segue un normale percorso orbitale attorno alla sfera del pianeta. Ha un lato costantemente rivolto verso la Terra, perché la sua rotazione si sincronizza con il ciclo di rotazione della Terra. La Luna orbita attorno al nostro pianeta una volta ogni 28 giorni e ha qualche effetto sulle maree e sulla protuberanza equatoriale. Tuttavia, non orbita attorno al Sole, anche con la sua massa crescente. Diversi fattori determinano il motivo per cui la Luna è in orbita attorno alla Terra e non al Sole.
L'origine della luna
È stata avanzata l'ipotesi che la Luna sia il risultato di una grande collisione tra la Terra e un corpo delle dimensioni di Marte più di 4,6 milioni di anni fa. I resti della collisione si unirono e formarono la massa solida della Luna che vediamo oggi. Il fatto che la Terra abbia un satellite come risultato della collisione significa che la traiettoria del corpo delle dimensioni di Marte si avvicina alla Terra e non al Sole. Se si fosse avvicinato al Sole, avrebbe potuto essere catturato come un satellite , a condizione che esistessero le giuste circostanze per l'orbita.
La formazione della Luna
La collisione tra la Terra e l'impatto del corpo doveva contenere la corretta velocità e l'angolo per la Luna da formare. Se questa angolazione fosse un po 'più piccola, il corpo l'avrebbe colpita da zero, lasciando che continuasse il suo slancio nello spazio, dove potrebbe essere stata catturata dall'attrazione gravitazionale del Sole. A causa del colpo raschiante, il corpo che si è infranto si è disintegrato, mandando grandi rocce delle dimensioni di piccole lune ad un'altitudine di 22 km. Le lune erano all'interno del campo gravitazionale della Terra, dove venivano aggiunte e congelate nel corpo molto più grande della Luna.
Condizioni orbitali
La nuova luna formatasi a seguito della collisione ha dovuto seguire alcune leggi della fisica per rimanere in orbita attorno alla Terra. La sua massa è stata aggiunta a 1/8 della terra. La sua velocità, come quella di oggi, è di circa un chilometro al secondo nel suo viaggio intorno alla Terra, mentre la velocità del nostro pianeta attorno al Sole è pari a 30 chilometri al secondo. Tuttavia, la Luna si muove alla stessa velocità attorno al Sole e attorno alla Terra, mantenendosi in equilibrio. La distanza media dalla Luna alla Terra è di circa 383 km e il suo profilo di rotazione assomiglia a quello di un cerchio di 12 lati curvi.
The Hill Sphere
L'astronomo americano George William Hill ha calcolato che per un corpo più piccolo in orbita un altro più grande deve risiedere in un volume di spazio in cui il corpo principale domina l'influenza gravitazionale su quello più piccolo, piuttosto che su qualsiasi altro oggetto distante. La gravità del corpo principale e quella del corpo secondario devono essere calcolati insieme alla forza centrifuga che si muove intorno al Sole nella stessa orbita della Terra. I tre fattori, i due calcoli gravitazionali e la forza centrifuga, quando sommati, determinano se la Luna può rimanere in orbita o meno. La sfera terrestre di Hill ha un raggio di 1,5 milioni di chilometri e il raggio della sfera di Hill's Moon misura 400.000 chilometri, il che mantiene la luna "intrappolata" nella Terra, impedendole di fuggire verso il Sole.