太陽系のほぼすべての惑星に月があります。 地球には月があり、火星にはフォボスとダイモスがあり、木星と土星にはそれぞれ67個と62個の正式名称のついた月があります。 さらに、最近解任された矮小惑星冥王星でさえ、カロン、ニクス、ヒドラ、ケルベロス、スティクスの5つの衛星が確認されている。 また、243アイーダのような小惑星にも衛星があるかもしれない(この場合、ダクチル)。 しかし、水星はどうだろう。
月が太陽系にこれほど多く存在するのなら、なぜ水星にはないのだろう? そう、もし太陽に最も近い惑星に衛星がいくつあるかと問われれば、それが簡単な答えだろう。
それを分解すると、ある天体が自然の衛星を獲得する方法は3つあることがわかる。 これらの原因は、天文学者や物理学者が何十年にもわたって太陽系のさまざまな衛星を研究し、その軌道や組成を学んできたおかげで決定されました。
自然衛星の原因:
第一に、衛星(または複数の衛星)は、惑星を周回する物質の円盤-恒星の周りの原始惑星円盤と同様-から形成されるかも知れません。 この場合、円盤は次第に合体して大きな天体となり、静水圧平衡をとる(球形になる)のに十分な質量があるかどうかは別として、球形になることがあります。 5540>
次に、小さな天体が大きな天体の重力に捕らえられることによって、衛星が獲得されることがある。 これは火星の衛星フォボスとダイモス、木星、土星、海王星、天王星の小さくて不規則な衛星が関係していると考えられている。 5540>
最後に、衛星は、惑星が大規模な衝突によってその物質の一部を宇宙空間に放出し、それが軌道上で合体して衛星を形成した結果であるという可能性もある。
Hill Sphere:
ロシュ球とも呼ばれ、天体の周りにある衛星を引きつける支配的な領域を指します。 この領域の外縁は、ゼロ速度面を構成します。これは、あるエネルギーの物体が表面上でゼロ速度になるため、それを越えることができない表面を意味します。 5540>
言い換えれば、より質量の大きい天体(親星)からの摂動に対して、より小さな天体が影響を受ける範囲を近似したものが「丘球」である。
この完璧な例が地球で、月は地球の丘球の中を回っているため、太陽の圧倒的な重力に直面しても、その軌道に保持することができるのです。 残念なことに、これが水星に月がない理由である。 断じて、月を作ることも、月を捕らえることも、軌道上に放出された物質から月を獲得することもできないのだ。
水星の大きさと軌道:
水星の大きさ(太陽系最小の惑星)と太陽への近さを考えると、重力が弱すぎて(そして丘球が小さすぎて)自然の衛星を保持することは不可能である。
水星が月を持つことができなかったもう一つの理由は、軌道上の物質が少ないことと関係がある。 これは太陽風と軽い物質の凝縮半径によるもので、水素やメタンなどの微量物質は水星形成時に太陽に近いガス状で残り、その後流されたのであろう。
1970年代初頭、天文学者は一時期、水星に月があるかもしれないと考えたことがある。 NASAのマリナー10号に搭載された観測装置が、水星近傍で大量の紫外線を検出し、天文学者はそれが水星のものではないと考えたのです。 そのため、この放射線は近くの月から来ているのではと考える人もいました。 しかし、その放射線は翌日には消えてしまい、実は遠くの星から来たものであることがわかったのです。 しかし、水星や金星のような太陽に近すぎる惑星は、衛星を持てない運命にあるようです。 また、月を作った巨大衝突がはるか昔に起こったことも幸運でした!
私たちはユニバース・トゥデイに水星に関する記事をいくつか書いています。 水星の重力についての記事と、水星に関するいくつかの事実を紹介します。 また、「太陽系には月がいくつあるのか」という質問に答える記事もあります。
水星についてもっと知りたい方は、NASA の「太陽系探査ガイド」と NASA の「MESSENGER Misson Page」へのリンクをご覧ください。 第49話をお聞きください。 水星」
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