Næsten alle planeter i solsystemet har måner. Jorden har Månen, Mars har Phobos og Deimos, og Jupiter og Saturn har henholdsvis 67 og 62 officielt navngivne måner. Selv dværgplaneten Pluto, der for nylig er blevet forvist, har fem bekræftede måner – Charon, Nix, Hydra, Kerberos og Styx. Og selv asteroider som 243 Ida kan have satellitter i kredsløb om sig (i dette tilfælde Dactyl). Men hvad med Merkur?
Hvis måner er så almindelige i solsystemet, hvorfor er det så, at Merkur ikke har nogen? Ja, hvis man skulle spørge, hvor mange satellitter den planet, der ligger tættest på Solen, har, ville det være det korte svar. Men et mere grundigt svar kræver, at vi undersøger den proces, hvormed andre planeter har fået deres måner, og ser, hvordan disse gælder (eller ikke gælder) for Merkur.
For at bryde det hele ned, er der tre måder, hvorpå et legeme kan få en naturlig satellit. Disse årsager er blevet fastlagt takket være mange årtiers studier af astronomer og fysikere, der har studeret solsystemets forskellige måner og lært om deres baner og sammensætning. Som følge heraf har vores forskere en god idé om, hvor disse satellitter kommer fra, og hvordan de kom til at kredse om deres respektive planeter.
Orsager til naturlige satellitter:
Først kan en satellit (eller satellitter) dannes fra en cirkumplanetarisk skive af materiale, der kredser om en planet – i lighed med en protoplanetarisk skive omkring en stjerne. I disse scenarier vokser skiven gradvist sammen og danner større legemer, som måske eller måske ikke er massive nok til at gennemgå hydrostatisk ligevægt (dvs. blive sfæriske). Det er sådan, Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun menes at have fået de fleste af deres større satellitter.
For det andet kan satellitterne opstå, når et lille legeme bliver fanget af tyngdekraften fra et større legeme. Dette menes at være tilfældet for Mars’ måner Phobos og Deimos samt for Jupiters, Saturns, Neptuns og Uranus’ mindre, uregelmæssige måner. Man mener også, at Neptuns største måne, Triton, engang var et trans-neptunisk objekt (TNO), der blev skudt ud fra Kuiperbæltet og derefter fanget af Neptuns tyngdekraft.
Sidst er der den mulighed, at måner er resultatet af massive kollisioner, der fik en planet til at skubbe noget af sit materiale ud i rummet, som derefter smeltede sammen og dannede en satellit i kredsløb. Det er en udbredt opfattelse, at det var sådan, Månen blev dannet, da et objekt på størrelse med Mars (ofte omtalt som Theia) kolliderede med den for 4,5 milliarder år siden.
Højkugle:
Også kendt som en Roche-kugle, er en højkugle et område omkring et astronomisk legeme, hvor det dominerer tiltrækningen af satellitter. Den ydre kant af dette område udgør en nul-hastighedsoverflade – hvilket henviser til en overflade, som et legeme med en given energi ikke kan krydse, da det ville have nul hastighed på overfladen. For at kunne kredse om en planet skal en måne have en bane, der ligger inden for planetens bakkesfære.
Med andre ord er en bakkesfære en tilnærmelse af den gravitationelle indflydelsessfære for et mindre legeme over for for forstyrrelser fra et mere massivt legeme (dvs. moderstjernen). Så når det drejer sig om objekter i solsystemet, vil alt inden for en planets bakkesfære være bundet til den pågældende planet, mens alt uden for den vil være bundet til Solen.
Et perfekt eksempel på dette er Jorden, som er i stand til at holde Månen i sin bane på trods af Solens overvældende tyngdekraft, fordi den kredser inden for Jordens bakkesfære. Desværre er dette grunden til, at Merkur ikke selv har nogen måner. Det er kategorisk set ikke i stand til at danne en, indfange en eller erhverve en fra materiale, der er skudt ud i kredsløb. Og her er grunden:
Merkursus’ størrelse og bane:
Givet Merkurs lille størrelse (den mindste planet i Solsystemet) og dens nærhed til Solen, er dens tyngdekraft for svag (og dens bakkesfære for lille) til at fastholde en naturlig satellit. Hvis et stort objekt nærmede sig Merkur i dag, så meget at det faktisk kom ind i dens Hill Sphere, ville det sandsynligvis blive opfanget af Solens tyngdekraft i stedet.
En anden måde, hvorpå Merkur ikke kunne have fået en måne, har noget at gøre med knapheden på materiale i dens bane. Dette kan skyldes solvindene og kondensationsradierne for lettere materialer, hvor sporstoffer som brint og metan forblev i gasform tættere på Solen under Merkurs dannelse og derfra blev fejet væk. Dette efterlod kun grundstoffer som jern og nikkel i fast form, som derefter smeltede sammen og dannede Merkur og de andre jordiske planeter.
I en periode i begyndelsen af 1970’erne troede astronomer, at Merkur måske havde en måne. Instrumenter om bord på NASA’s rumfartøj Mariner 10 opdagede store mængder ultraviolet stråling i nærheden af Merkur, som astronomerne mente ikke hørte til der. Derfor teoretiserede nogle, at denne stråling kom fra en nærliggende måne. Desværre forsvandt strålingen den næste dag, og man opdagede senere, at kilden i virkeligheden var en fjern stjerne.
Det ser desværre ud til, at planeter, der er for tæt på Solen, som Merkur og Venus, er dømt til at være uden naturlige satellitter. Så er det godt, at vi jordboere var heldige nok til at leve på en verden, der er langt nok fra Solen og har en tilstrækkelig stor bakkesfære til at kunne holde en satellit. Vi er også heldige nok til, at den massive kollision, der skabte vores måne, skete for så lang tid siden!
Vi har skrevet flere artikler for Universe Today om Merkur. Her er en artikel om tyngdekraften på Merkur, og her er nogle fakta om Merkur. Og her er en artikel, der besvarer spørgsmålet Hvor mange måner er der i solsystemet?
Hvis du vil have mere information om Merkur, kan du se NASA’s Solar System Exploration Guide, og her er et link til NASA’s MESSENGER Misson Page.
Vi har også optaget en episode af Astronomy Cast om Merkur. Hør her, episode 49: Mercury.