Praktisch jeder Planet im Sonnensystem hat Monde. Die Erde hat den Mond, der Mars hat Phobos und Deimos, und Jupiter und Saturn haben 67 bzw. 62 offiziell benannte Monde. Sogar der kürzlich aus dem Verkehr gezogene Zwergplanet Pluto hat fünf bestätigte Monde – Charon, Nix, Hydra, Kerberos und Styx. Und selbst Asteroiden wie 243 Ida haben möglicherweise Satelliten, die sie umkreisen (in diesem Fall Dactyl). Aber was ist mit Merkur?
Wenn Monde so häufig im Sonnensystem vorkommen, warum hat Merkur dann keine? Ja, wenn man fragen würde, wie viele Satelliten der sonnennächste Planet hat, wäre das die kurze Antwort. Aber um die Frage gründlicher zu beantworten, müssen wir den Prozess untersuchen, durch den andere Planeten ihre Monde erhalten haben, und sehen, wie diese auf Merkur zutreffen (oder nicht zutreffen).
Um das Ganze aufzuschlüsseln, gibt es drei Möglichkeiten, wie ein Körper einen natürlichen Satelliten erhalten kann. Diese Ursachen wurden dank der jahrzehntelangen Arbeit von Astronomen und Physikern ermittelt, die die verschiedenen Monde des Sonnensystems studiert und etwas über ihre Umlaufbahnen und Zusammensetzung gelernt haben. Daher haben unsere Wissenschaftler eine gute Vorstellung davon, woher diese Satelliten stammen und wie sie ihre jeweiligen Planeten umkreisen.
Ursachen für natürliche Satelliten:
Erstens kann sich ein Satellit (oder Satelliten) aus einer zirkumplanetaren Scheibe aus Material bilden, die einen Planeten umkreist – ähnlich wie eine protoplanetare Scheibe um einen Stern. In diesem Szenario verschmilzt die Scheibe allmählich zu größeren Körpern, die unter Umständen massiv genug sind, um ein hydrostatisches Gleichgewicht zu erreichen (d. h. kugelförmig zu werden). Es wird angenommen, dass Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun auf diese Weise die meisten ihrer größeren Satelliten erhalten haben.
Zweitens können Satelliten entstehen, wenn ein kleiner Körper von der Schwerkraft eines größeren Körpers eingefangen wird. Es wird angenommen, dass dies bei den Marsmonden Phobos und Deimos sowie bei den kleineren, unregelmäßigen Monden von Jupiter, Saturn, Neptun und Uranus der Fall ist. Es wird auch angenommen, dass Neptuns größter Mond, Triton, einst ein transneptunisches Objekt (TNO) war, das aus dem Kuipergürtel herausgeschleudert und dann von Neptuns Schwerkraft eingefangen wurde.
Schließlich besteht die Möglichkeit, dass Monde das Ergebnis massiver Kollisionen sind, die einen Planeten dazu veranlassten, einen Teil seines Materials in den Weltraum zu schleudern, der dann zu einem Satelliten in der Umlaufbahn verschmolz. Es wird allgemein angenommen, dass der Mond auf diese Weise entstanden ist, als ein marsgroßes Objekt (oft als Theia bezeichnet) vor 4,5 Milliarden Jahren mit ihm kollidierte.
Hill Sphere:
Auch bekannt als Roche Sphere, ist eine Hill Sphere eine Region um einen astronomischen Körper, in der die Anziehungskraft von Satelliten dominiert. Der äußere Rand dieser Region bildet eine Null-Geschwindigkeits-Fläche – eine Fläche, die ein Körper mit einer bestimmten Energie nicht durchqueren kann, da er auf der Fläche die Geschwindigkeit Null hätte. Um einen Planeten zu umkreisen, muss ein Mond eine Umlaufbahn haben, die innerhalb der Hill-Sphäre des Planeten liegt.
Mit anderen Worten, eine Hill-Sphäre ist eine Annäherung an die Gravitationseinflusssphäre eines kleineren Körpers angesichts der Störungen durch einen massereicheren Körper (d. h. den Mutterstern). Bei Objekten im Sonnensystem ist also alles, was sich innerhalb der Hill Sphere eines Planeten befindet, an diesen Planeten gebunden, während alles, was sich außerhalb der Hill Sphere befindet, an die Sonne gebunden ist.
Ein perfektes Beispiel dafür ist die Erde, die in der Lage ist, den Mond trotz der überwältigenden Schwerkraft der Sonne in seiner Umlaufbahn zu halten, weil er innerhalb der Hill Sphere der Erde kreist. Das ist leider der Grund, warum Merkur keine eigenen Monde hat. Er ist kategorisch nicht in der Lage, einen zu bilden, einzufangen oder aus in die Umlaufbahn geschleudertem Material zu gewinnen. Und das ist der Grund:
Merkur Größe und Umlaufbahn:
Aufgrund seiner geringen Größe (der kleinste Planet im Sonnensystem) und seiner Nähe zur Sonne ist die Schwerkraft des Merkurs zu schwach (und seine Hügelkugel zu klein), um einen natürlichen Satelliten zu halten. Wenn sich heute ein großes Objekt dem Merkur so weit nähern würde, dass es in seine Hill-Sphäre eindringen könnte, würde es stattdessen wahrscheinlich von der Schwerkraft der Sonne aufgefangen werden.
Eine andere Möglichkeit, wie Merkur keinen Mond bekommen haben könnte, hat mit der Materialknappheit in seiner Umlaufbahn zu tun. Dies könnte auf die Sonnenwinde und die Kondensationsradien leichterer Materialien zurückzuführen sein, bei denen während der Entstehung des Merkurs Spurenstoffe wie Wasserstoff und Methan in gasförmiger Form näher an der Sonne verblieben und von dort weggespült wurden. Übrig blieben nur Elemente wie Eisen und Nickel in fester Form, die dann zu Merkur und den anderen terrestrischen Planeten verschmolzen.
Anfang der 1970er Jahre dachten Astronomen eine Zeit lang, Merkur könnte einen Mond haben. Instrumente an Bord der NASA-Raumsonde Mariner 10 entdeckten große Mengen an ultravioletter Strahlung in der Nähe des Merkurs, von der die Astronomen glaubten, dass sie dort nicht hingehört. Daher vermuteten einige, dass diese Strahlung von einem nahe gelegenen Mond stammte. Leider verschwand die Strahlung am nächsten Tag, und man entdeckte später, dass die Quelle in Wirklichkeit ein weit entfernter Stern war.
Allerdings scheint es, dass Planeten, die der Sonne zu nahe sind, wie Merkur und Venus, dazu bestimmt sind, ohne natürliche Satelliten zu sein. Wie gut, dass wir Erdlinge das Glück hatten, auf einer Welt zu leben, die weit genug von der Sonne entfernt ist und eine ausreichend große Hügelkugel hat, um einen Satelliten zu halten. Wir haben auch das Glück, dass die gewaltige Kollision, aus der unser Mond hervorging, schon so lange zurückliegt!
Wir haben für Universe Today mehrere Artikel über Merkur geschrieben. Hier ist ein Artikel über die Schwerkraft auf Merkur, und hier sind einige Fakten über Merkur. Und hier ist ein Artikel, der die Frage beantwortet: „Wie viele Monde gibt es im Sonnensystem?“
Wenn Sie mehr über Merkur erfahren möchten, lesen Sie den NASA-Leitfaden zur Erforschung des Sonnensystems, und hier ist ein Link zur MESSENGER-Mond-Seite der NASA.
Wir haben auch eine Folge von Astronomy Cast aufgenommen, in der es um Merkur geht. Hören Sie hier, Episode 49: Merkur.