Téměř každá planeta sluneční soustavy má měsíce. Země má Měsíc, Mars má Phobos a Deimos a Jupiter a Saturn mají 67, resp. 62 oficiálně pojmenovaných měsíců. Sakra, dokonce i nedávno vyřazená trpasličí planeta Pluto má pět potvrzených měsíců – Charon, Nix, Hydru, Kerberos a Styx. A dokonce i planetky jako 243 Ida mohou mít satelity, které kolem nich obíhají (v tomto případě Dactyl). Ale co Merkur?
Jestliže jsou měsíce ve Sluneční soustavě tak běžným jevem, proč Merkur žádné nemá? Ano, pokud bychom se zeptali, kolik satelitů má planeta nejblíže našemu Slunci, byla by to stručná odpověď. Ale důkladnější odpověď vyžaduje, abychom prozkoumali procesy, kterými jiné planety získaly své měsíce, a zjistili, jak se tyto procesy vztahují (nebo nevztahují) na Merkur.
Pokud to celé rozebereme, existují tři způsoby, jak může těleso získat přirozený satelit. Tyto příčiny byly určeny díky mnoha desetiletím, kdy astronomové a fyzikové studovali různé měsíce Sluneční soustavy a poznávali jejich dráhy a složení. Díky tomu mají naši vědci dobrou představu o tom, odkud se tyto satelity vzaly a jak se dostaly na oběžnou dráhu příslušných planet.
Příčiny vzniku přirozených satelitů:
Předně může satelit (nebo satelity) vzniknout z cirkumplanetárního disku materiálu, který obíhá kolem planety – podobně jako protoplanetární disk kolem hvězdy. Podle tohoto scénáře se disk postupně spojuje a vytváří větší tělesa, která mohou, ale nemusí být dostatečně hmotná, aby prošla hydrostatickou rovnováhou (tj. stala se sférickými). Předpokládá se, že tímto způsobem získaly většinu svých větších satelitů Jupiter, Saturn, Uran a Neptun.
Druhým způsobem může dojít k získání satelitů, když je malé těleso zachyceno gravitací většího tělesa. Předpokládá se, že k tomu dochází v případě marsovských měsíců Phobos a Deimos, stejně jako v případě menších nepravidelných měsíců Jupiteru, Saturnu, Neptunu a Uranu. Předpokládá se také, že největší Neptunův měsíc Triton byl kdysi transneptunským objektem (TNO), který byl vyvržen z Kuiperova pásu a poté zachycen gravitací Neptunu.
V neposlední řadě existuje možnost, že měsíce jsou výsledkem mohutných srážek, které způsobily, že planeta vyvrhla část svého materiálu do vesmíru, který se pak spojil a vytvořil satelit na oběžné dráze. Všeobecně se předpokládá, že takto vznikl Měsíc, když se s ním před 4,5 miliardami let srazil objekt o velikosti Marsu (často označovaný jako Theia).
Hillova sféra:
Známá také jako Rocheova sféra, Hillova sféra je oblast kolem astronomického tělesa, kde dominuje přitažlivost satelitů. Vnější okraj této oblasti tvoří plochu s nulovou rychlostí – což označuje plochu, kterou těleso o dané energii nemůže překročit, protože by na ní mělo nulovou rychlost. Aby mohl měsíc obíhat kolem planety, musí mít dráhu, která leží uvnitř Hillovy sféry planety.
Jinými slovy, Hillova sféra aproximuje gravitační sféru vlivu menšího tělesa vůči perturbacím od hmotnějšího tělesa (tj. mateřské hvězdy). Pokud se tedy jedná o objekty ve Sluneční soustavě, vše, co se nachází uvnitř Hillovy sféry planety, bude vázáno na tuto planetu, zatímco vše, co se nachází mimo ni, bude vázáno na Slunce.
Dokonalým příkladem je Země, která je schopna udržet Měsíc na své oběžné dráze navzdory drtivé gravitaci Slunce, protože obíhá uvnitř Hillovy sféry Země. Bohužel právě proto nemá Merkur žádné vlastní měsíce. Kategoricky není schopen žádný vytvořit, zachytit ani získat z materiálu vyvrženého na oběžnou dráhu. A zde je důvod:
Velikost a dráha Merkuru:
Vzhledem k malé velikosti Merkuru (nejmenší planeta Sluneční soustavy) a jeho blízkosti ke Slunci je jeho gravitace příliš slabá (a Hillova sféra příliš malá) na to, aby si udržel přirozený satelit. Pokud by se dnes k Merkuru přiblížil velký objekt do té míry, že by skutečně vstoupil do jeho Hillovy sféry, pravděpodobně by ho místo toho zachytila gravitace Slunce.
Další způsob, jak Merkur nemohl získat měsíc, souvisí s nedostatkem materiálu na jeho oběžné dráze. To může být způsobeno slunečním větrem a kondenzačními poloměry lehčích materiálů, kdy stopové látky jako vodík a metan zůstaly v plynné formě blíže ke Slunci během vzniku Merkuru a odtud byly odplaveny. Zůstaly tak pouze prvky jako železo a nikl v pevné formě, které se pak spojily a vytvořily Merkur a ostatní terestrické planety.
Na počátku 70. let 20. století se astronomové domnívali, že Merkur by mohl mít měsíc. Přístroje na palubě sondy NASA Mariner 10 detekovaly v okolí Merkuru velké množství ultrafialového záření, o kterém se astronomové domnívali, že tam nepatří. Proto se někteří domnívali, že toto záření pochází z blízkého měsíce. Bohužel následující den záření zmizelo a později se zjistilo, že jeho zdrojem byla ve skutečnosti vzdálená hvězda.
Podle všeho se zdá, že planety, které jsou příliš blízko Slunci, jako například Merkur a Venuše, jsou odsouzeny k tomu, aby zůstaly bez přirozených satelitů. Je tedy dobře, že my pozemšťané jsme měli to štěstí žít na světě, který je dostatečně daleko od Slunce a má dostatečně velkou Hillovu sféru, aby si mohl udržet družici. Máme také štěstí, že k mohutné srážce, při níž vznikl náš Měsíc, došlo tak dávno!“
O Merkuru jsme pro Vesmír dnes napsali několik článků. Zde je článek o gravitaci na Merkuru a zde jsou některá fakta o Merkuru. A zde je článek, který odpovídá na otázku Kolik měsíců je ve Sluneční soustavě?
Pokud chcete získat více informací o Merkuru, podívejte se na Průvodce NASA po Sluneční soustavě a zde je odkaz na stránku NASA o misi MESSENGER.
Natočili jsme také epizodu pořadu Astronomy Cast, která se věnuje Merkuru. Poslouchejte zde, epizoda 49: Rtuť.