Virtualmente ogni pianeta del sistema solare ha delle lune. La Terra ha la Luna, Marte ha Phobos e Deimos, e Giove e Saturno hanno rispettivamente 67 e 62 lune ufficialmente nominate. Diamine, anche il pianeta nano Plutone, recentemente degradato, ha cinque lune confermate: Caronte, Nix, Idra, Kerberos e Stige. E anche asteroidi come 243 Ida possono avere satelliti in orbita (in questo caso, Dactyl). Ma che dire di Mercurio?
Se le lune sono una caratteristica così comune nel sistema solare, perché Mercurio non ne ha nessuna? Sì, se si dovesse chiedere quanti satelliti ha il pianeta più vicino al nostro Sole, questa sarebbe la risposta breve. Ma rispondere in modo più approfondito richiede di esaminare il processo attraverso il quale gli altri pianeti hanno acquisito i loro satelliti, e vedere come questi si applicano (o non si applicano) a Mercurio.
Per scomporre il tutto, ci sono tre modi in cui un corpo può acquisire un satellite naturale. Queste cause sono state determinate grazie a molti decenni di astronomi e fisici che hanno studiato le varie lune del sistema solare, imparando le loro orbite e composizioni. Di conseguenza, i nostri scienziati hanno una buona idea della provenienza di questi satelliti e di come sono arrivati ad orbitare intorno ai rispettivi pianeti.
Cause dei satelliti naturali:
In primo luogo, un satellite (o più satelliti) può formarsi da un disco circumplanetario di materiale che orbita intorno a un pianeta – simile a un disco protoplanetario intorno a una stella. In questi scenari, il disco si fonde gradualmente per formare corpi più grandi, che possono o meno essere abbastanza massicci da subire l’equilibrio idrostatico (cioè diventare sferici). Questo è il modo in cui si ritiene che Giove, Saturno, Urano e Nettuno abbiano acquisito la maggior parte dei loro satelliti più grandi.
In secondo luogo, i satelliti possono essere acquisiti quando un piccolo corpo viene catturato dalla gravità di un corpo più grande. Si ritiene che questo sia il caso delle lune di Marte, Phobos e Deimos, e delle lune più piccole e irregolari di Giove, Saturno, Nettuno e Urano. Si ritiene inoltre che la luna più grande di Nettuno, Tritone, fosse una volta un oggetto trans-nettuniano (TNO) che fu espulso dalla Fascia di Kuiper e poi catturato dalla gravità di Nettuno.
Infine, c’è la possibilità che le lune siano il risultato di collisioni massicce che hanno causato l’espulsione di un pianeta nello spazio di parte del suo materiale, che poi si è coalizzato per formare un satellite in orbita. Questo è ampiamente ritenuto il modo in cui si è formata la Luna, quando un oggetto delle dimensioni di Marte (spesso indicato come Theia) si è scontrato con essa 4,5 miliardi di anni fa.
Sfera collinare:
Conosciuta anche come sfera di Roche, una sfera collinare è una regione intorno ad un corpo astronomico dove domina l’attrazione dei satelliti. Il bordo esterno di questa regione costituisce una superficie a velocità zero – che si riferisce a una superficie che un corpo di una data energia non può attraversare, poiché avrebbe velocità zero sulla superficie. Per orbitare intorno a un pianeta, una luna deve avere un’orbita che si trova all’interno della Sfera Hill del pianeta.
In altre parole, una Sfera Hill approssima la sfera di influenza gravitazionale di un corpo più piccolo di fronte alle perturbazioni di un corpo più massiccio (cioè la stella madre). Quindi, quando si tratta di oggetti nel sistema solare, qualsiasi cosa all’interno della Sfera Hill di un pianeta sarà legata a quel pianeta, mentre qualsiasi cosa al di fuori di essa sarà legata al Sole.
Un esempio perfetto di questo è la Terra, che è in grado di tenere la Luna nella sua orbita, di fronte alla schiacciante gravità del Sole, perché orbita all’interno della Sfera Hill della Terra. Ahimè, questo è il motivo per cui Mercurio non ha lune proprie. Categoricamente, non è in grado di formarne una, catturarne una, o acquisirne una da materiale espulso in orbita. Ed ecco perché:
Le dimensioni e l’orbita di Mercurio:
Viste le piccole dimensioni di Mercurio (il più piccolo pianeta del sistema solare) e la sua vicinanza al Sole, la sua gravità è troppo debole (e la sua Hill Sphere troppo piccola) per trattenere un satellite naturale. Fondamentalmente, se un grande oggetto si avvicinasse a Mercurio oggi, al punto che entrasse effettivamente nella sua Sfera Hill, verrebbe invece probabilmente catturato dalla gravità del Sole.
Un altro modo in cui Mercurio non avrebbe potuto acquisire una luna ha a che fare con la scarsità di materiale nella sua orbita. Questo può essere dovuto ai venti solari e ai raggi di condensazione dei materiali più leggeri, dove tracce di sostanze come l’idrogeno e il metano sono rimaste in forma gassosa più vicine al Sole durante la formazione di Mercurio, e sono state poi spazzate via. Questo lasciò solo elementi come il ferro e il nichel in forma solida, che poi si fusero per formare Mercurio e gli altri pianeti terrestri.
Per un certo periodo nei primi anni ’70, gli astronomi pensarono che Mercurio potesse avere una luna. Gli strumenti a bordo della navicella spaziale Mariner 10 della NASA hanno rilevato grandi quantità di radiazioni ultraviolette nelle vicinanze di Mercurio che gli astronomi credevano non appartenessero a quel luogo. Quindi, alcuni teorizzarono che queste radiazioni provenissero da una luna vicina. Sfortunatamente, la radiazione scomparve il giorno dopo, e si scoprì in seguito che la fonte era in realtà una stella lontana.
Alas, sembra che i pianeti troppo vicini al Sole, come Mercurio e Venere, siano destinati a rimanere senza satelliti naturali. È una buona cosa allora che noi terrestri siamo stati abbastanza fortunati da vivere su un mondo che è abbastanza lontano dal Sole e ha una sfera Hill abbastanza grande per mantenere un satellite. Siamo anche abbastanza fortunati che la massiccia collisione che ha creato la nostra Luna sia avvenuta così tanto tempo fa!
Abbiamo scritto diversi articoli per Universe Today su Mercurio. Qui c’è un articolo sulla gravità su Mercurio, e qui ci sono alcuni fatti su Mercurio. E qui c’è un articolo che risponde alla domanda “Quante lune ci sono nel sistema solare?
Se vuoi maggiori informazioni su Mercurio, guarda la Guida all’esplorazione del sistema solare della NASA, e qui c’è un link alla pagina MESSENGER Misson della NASA.
Abbiamo anche registrato un episodio di Astronomy Cast tutto su Mercurio. Ascolta qui, Episodio 49: Mercurio.