"Perfekt" är ett roligt ord.

Perfekta cirklar är en matematisk abstraktion. Verkliga föremål är inte "perfekta". Att anta att en "perfekt sfärisk planet" är att anta något som inte finns och inte kan finnas. Alla riktiga planeter är gjorda av atomer och allt som görs av små klumpar av materia kan inte vara helt sfäriskt. Även om du byggde en planet som var så sfärisk som möjligt, skulle den förvrängas av dess rotation och tidvatten. Så det finns inga perfekt sfäriska planeter.

Nu säger du "sätt i en perfekt cirkulär bana". Det här är som att rita en linje som är exakt $ \ pi $ cm lång. Återigen antar du något som inte finns och inte kunde existera.

Vad vi kan göra är att betrakta en matematisk gravitationmodell. Om du modellerar solen och planeten som "partiklar" (dvs. punktmassor) och modellerar gravitationen med Newtons lag om universell tyngdkraft, och om du ger modellen systemet med den exakta mängden energi för att ge en perfekt cirkel, då systemet kommer att förbli i en perfekt cirkel, det kommer aldrig att bli elliptiskt.

Om du använder generell relativitet för att modellera gravitation, kommer frisättningen av gravitationsstrålning att innebära att inga cirkulära banor är möjliga, alla banor kommer att spiral inåt dock skulle det inte bli elliptiskt. Något liknande kommer att hända med kvantmodeller av gravitation.

Så din fråga kan bara besvaras i samband med en matematisk tyngdkraftsmodell.

Kort svar:

Ja. Om du ignorerar tidvatteneffekten och relativiteten och alla förändringar i massa (planeter strålar ut ljus och tappar atmosfär och lägger till rymd damm och meteorer hela tiden, så massan är inte konstant), då i ett tvåkroppssystem utan yttre effekter, bana skulle förbli perfekt cirkulär. Det skulle inte finnas någon yttre kraft som påverkar den cirkulära banan. En cirkulär bana är omöjlig eftersom ingenting kan vara så exakt, men på en datorsimulering kan du ställa in den och den skulle förbli cirkulär.

Långt svar:

För att ditt scenario ska fungera du måste ge både planeten och månen oändlig hårdhet, så att de inte böjer sig alls och fast massa och rymd måste vara helt tomma för något annat. Naturligtvis är det omöjligt. Men bara i newtonsk gravitation.

Relativitet skapar en mycket mycket liten förfall i banor, i ditt system av en planet / måne som skulle vara nära försumbar men det skulle bli en mycket liten spiral inåt. Den relativistiska effekten på en bana märktes först med Merkurius bana runt solen (och Merkurius faller inte i solen, det märktes av andra effekter - men det går inte att komma in på det här).

På samma sätt kan alla massförluster, massförstärkningar eller orbital drag (eftersom rymden är full av små partiklar, snabbt rörliga partiklar, fotoner och neutriner, som alla orsakar en liten men åtminstone i simulering, beräknbar dra), då skulle tvåkroppssystemet ha en omärkligt liten spiral och inte vara en perfekt cirkel. Man kan säga på ett sätt att det blir elliptiskt men det skulle vara mer som en konstant mycket liten kraft där, när den en gång var elliptisk, kunde den undra tillbaka till mer cirkulär. Inte alla störningar eller dra på en bana gör den banan mer elliptisk, den kan fungera i båda riktningarna.

Det är värt att notera att "falla" eller förfalla mot planeten inte skulle "skapa" en elliptisk bana. En cirkel är en ellips. Du frågade specifikt om två kroppssystem, där det skulle vara en långsam spiral att ignorera tidvatten, falla in eller ut. En ellips är inte resultatet av en förfallande eller störd bana. En ellips är baslinjebanan. Störningar och orbital förfall händer ovanpå ellipsen (om det är vettigt), de orsakar inte ellipsen.

I ett 3 eller flera kroppssystem får du orbitala störningar i banorna. De förblir ofta stabila, de är bara variationer som oftast rör sig fram och tillbaka. Se Excentricitetsvariation och Apsidal Precession.

Nej Tidvattenfriktion stör din bana ur sfärisk. Eftersom din planet och måne inte är optimalt formade kommer detta att ske snabbare än om de fick ta på sig den flytande droppform som de naturligt skulle ha. När du väl har uppnått en balanserad form och en balanserad bana runt barycentret är ditt system fortfarande inte riktigt cirkulärt på grund av allmänna relativistiska effekter.

Detta är djurets natur; cirkulära banor är i sig instabila och vill falla i föregående ellipser.