地球拥有月球这样的大卫星，是很罕见的吗？

在阿西莫夫的《银河帝国》中，描述说像地球这样的可住人行星拥有一颗半径大约是行星1/4的卫星在整个银河系中都是极其罕见的情况。事实上是如此吗？固态行星很少有巨大卫星？

月球直径大约相当于地球1/4。这个比例在大行星中确实罕见。


而冥卫一卡戎与冥王星（还好已经不算是大行星了）的直径比甚至超过了1/2……所以有人认为二者是在对转。

太阳系的8颗大行星中，
四颗岩石行星：
水星和金星没有卫星。
地球有个相对来说个头挺大的月球。
火星从隔壁的小行星带弄来了俩歪瓜裂枣。不出意外的话，在短短的几百万到几千万年内，火卫一会砸到火星上，火卫二会脱离火星的引力束缚。
四颗巨行星：
木星有几颗40多亿年前跟着它一起诞生的卫星。它们的个头都比较大，其中最大的木卫三比水星还大。另外还有许多零碎的小一些的卫星，这些卫星中有许多颗的轨道都很相似，组成三片卫星群，可以知道它们是分别由三颗大的卫星被撞碎形成的。另有一些轨道没什么特点的小卫星是从隔壁小行星带弄来的。
土星、天王星、海王星的卫星系统与木星类似，都由若干个原生的卫星（较大）、碎掉的卫星形成的卫星群（也包括土星环）、俘获的外来卫星（较小）组成。
除了以上8个大行星之外，冥王星作为一颗矮行星，与卡戎互相公转，周围围绕着4个歪瓜裂枣。之所以不说卡戎是冥王星的卫星，是因为在这个冥王星-卡戎的天体系统中，卡戎的尺寸相比冥王星而言已经足够大，以至于它们总体的质心已经跑到了冥王星的外面，跑到冥王星与卡戎的连线之间，偏向冥王星一侧。于是专门把这种情况叫做双行星。冥王星-卡戎是太阳系内已知的唯一的双行星系统。
除此之外就没有别的已知的行星-卫星系统了，人类目前已知的就这几个，都在太阳系内。
以人类目前的天文观测能力，太阳系外的离得比较近的巨行星只能成一个几像素的模糊的像，而岩石行星根本看不到，卫星则完全无法发现。
因此，人们能找到的对照组就这几个，由此得出的结论很可能会被未来更多的事例推翻。
目前有以下结论：
1. 在太阳系，巨行星的原生卫星普遍尺寸较大，直径一般在岩石行星的一半左右。虽然最大的木卫三比水星还大一点。
2. 岩石行星年轻时的命运似乎普遍不怎么美好。水星早年应该挺大的，但是经过撞击后只剩下原先的下地幔与地核的部分了，撞下来的物质不知道到哪里去了。金星的自转方向是唯一一个反向的，这个特性也是撞出来的。地球则被撞出了个月球。火星似乎运气还算不错。而小行星带，这玩意早年也是一颗行星，但是现在它是小行星带。
3. 由2，我们可以知道，在早期的太阳系，岩石行星经常被撞，并且撞击的结果有好多种。我们目前无法知道像地球那样正好撞出一个大卫星而不是其他情况的可能性有多大。至少在太阳系里，地球月球这样是独一份。
4.由冥王星与卡戎、地球与月球这样的事例，可以猜测，在太阳系外的其他天体系统中，也许能找到由巨行星撞击形成的“巨卫星”，或者是两个巨行星组成的双行星系统。那场面一定很壮观。

样本太少了，很难说……
由于人类菜鸡的观测技术，目前来说，观测系外行星都很难，更何况卫星……（目前我们已知的行星仅仅在几千颗这个水平）
简单来说，我们想要发现行星，有这么几种方法：

• 观测恒星的运动轨迹，逆算行星的存在。观测精度要求极其之高，要求行星质量大、轨道较远，用这个方法发现的非常少。
  
• 观测恒星发光的多普勒现象，推算其相对地球远离或靠近的速度，通过其周期性变化，逆推行星存在。要求行星质量大、轨道较远。用这个方法发现的比较多，应该仅次于下面的5，主要是一些远轨道卫星。
  
• 直接拍照片，要求该星系离太阳系近，行星得足够大，还得和恒星距离适中，太远了就太暗了，看不见；太近了就被恒星的强光掩盖了。用这个方法发现的也不多。
  
• 观测行星反光强度的周期性变化。类似月相变化，行星也都有各自的“行星相”，因此我们观察他们的亮度也会周期性的变化。也是适合轨道适中的大行星。类似3的劣化版。印象里还没有用这个方法发现的。
  
• 观测恒星发光的强度变化，有的行星会周期性的从恒星和地球中间穿过（学名凌日），这会引起该恒星发光强度周期性的变化。要求行星轨道方向得合适，否则观察不到它凌日。另外，从几何上可以显然发现，轨道越近，能被观察到凌日的概率越大。用这个方法发现的应该最多，主要是一些近轨道行星。
  
• 观测恒星发光的强度变化，行星也会引起恒星上的潮汐，因此这也会导致恒星亮度的周期性变化。要求行星质量大、轨道近。就我所知，应该没有用这个方法发现的。
  
• 观测脉冲星的异常周期。脉冲星的周期发光特别稳定，因此如果出现周期性的异常，一般就可以怀疑是被行星周期性遮挡的结果了（和5类似）。用这个发现的也不多。
  
• 观测两个相距甚远的恒星（或其他发光大质量天体）之间的引力透镜效应的时候，观测次一级的引力透镜效应，逆算行星的存在。要求得有两颗恒星和观察者三点一线，行星质量也得大，观测难度挺大的。而且最蛋疼的是，对于特定的两颗恒星，基本上这种现象这辈子只能遇到一次，错过了就再也等不到了……不过好处是对远轨道行星反而比较敏感。用这个方法发现的也挺少。
  
• 其他。
  

刨开其他，我们看看这8个方法……
基本上全都要求星体的质量或体积足够大（事实上我们发现的行星普遍都挺大的，这就是一种幸存者偏差）但是对于5和7还有点希望，如果这个卫星足够大，会引起行星显著的周期性的摆动，那么当这颗行星凌日或者遮挡脉冲星的周期，也会发生周期性的变动。（想象一下链球运动运从探照灯面前旋转通过……）不过要证明这种变动来自于卫星而非系内其他天体，就得费点功夫了……
总的来说，就我所知，种种技术上的难度，导致我们目前观测到的系外卫星应该是零……甚至于相当长的一段时间内，我们连太阳系有多少卫星都没搞清楚呢……
因此我认为，我们目前缺乏足够多的数据证明月球是否“罕见”。

如果月-地比例再大一些（约36%），就是双矮星而不是行星-卫星系统了。
（冥王星翻了个白眼）

是这样的。
现在一般认为，月球是地球形成早期，一颗和火星差不多大的原始行星撞击地球，溅出来的一大块形成了月球。
太阳系的几颗类地行星，水星和金星都没有卫星。火星有两个天然卫星，都很小，半径分别是11.1km多和6.4km，跟半径1700km+的月球根本不能比。
大碰撞说的主要理由：
月球和地球的岩石成份、特别是几种主要同位素的比例接近，但是月心占月球质量的比例则比地心占地球质量的比例低得多。碰撞后原来行星的核心大部分沉入地心，溅出来的主要是地幔成分，这样可以很好地解释月球的构造。
如果是同源形成，月心和地心占各自总质量的比例应该基本相同。
如果是外来俘获，首先地球当时很难有足够的大气来把这么大个月球减速束缚在轨道上，其次这样岩石成份、同位素比例就会相差很大了。