Zowat elke planeet in het zonnestelsel heeft manen. De aarde heeft de maan, Mars heeft Phobos en Deimos, en Jupiter en Saturnus hebben respectievelijk 67 en 62 officieel benoemde manen. Zelfs de onlangs van de aardbodem verdwenen dwergplaneet Pluto heeft vijf bevestigde manen – Charon, Nix, Hydra, Kerberos en Styx. En zelfs asteroïden zoals 243 Ida hebben satellieten om zich heen draaien (in dit geval, Dactyl). Maar hoe zit het met Mercurius?
Als manen zo gewoon zijn in het zonnestelsel, hoe komt het dan dat Mercurius er geen heeft? Ja, als je vraagt hoeveel satellieten de planeet heeft die het dichtst bij de zon staat, is dat het korte antwoord. Maar voor een grondiger antwoord moeten we het proces onderzoeken waardoor andere planeten hun manen hebben verkregen, en zien hoe deze van toepassing zijn (of niet van toepassing zijn) op Mercurius.
Om het allemaal uit te splitsen, er zijn drie manieren waarop een lichaam een natuurlijke satelliet kan krijgen. Deze oorzaken zijn vastgesteld dankzij vele tientallen jaren van astronomen en natuurkundigen die de verschillende manen van het zonnestelsel hebben bestudeerd, en over hun banen en samenstellingen hebben geleerd. Daardoor hebben onze wetenschappers een goed idee van waar deze satellieten vandaan komen en hoe ze in een baan om hun respectieve planeten zijn gekomen.
Oorzaken van natuurlijke satellieten:
Eerst kan een satelliet (of kunnen satellieten) ontstaan uit een circumplanetaire schijf van materiaal die rond een planeet draait – vergelijkbaar met een protoplanetaire schijf rond een ster. In deze scenario’s vormt de schijf zich geleidelijk tot grotere lichamen, die al dan niet massief genoeg kunnen zijn om een hydrostatisch evenwicht te ondergaan (d.w.z. bolvormig te worden). Zo zouden Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus de meeste van hun grotere satellieten hebben gekregen.
Tweede kunnen satellieten ontstaan wanneer een klein lichaam door de zwaartekracht van een groter lichaam wordt ingevangen. Men denkt dat dit het geval is bij de manen van Mars, Phobos en Deimos, en bij de kleinere, onregelmatige manen van Jupiter, Saturnus, Neptunus en Uranus. Ook wordt aangenomen dat de grootste maan van Neptunus, Triton, ooit een Trans-Neptunisch Object (TNO) was dat uit de Kuipergordel werd geslingerd en vervolgens door de zwaartekracht van Neptunus werd gevangen.
Ten slotte is er de mogelijkheid dat manen het resultaat zijn van massale botsingen waardoor een planeet een deel van zijn materiaal de ruimte in slingerde, dat vervolgens samensmolt om een satelliet in een baan om de aarde te vormen. Algemeen wordt aangenomen dat de maan op deze manier is ontstaan, toen een object ter grootte van Mars (vaak Theia genoemd) er 4,5 miljard jaar geleden mee in botsing kwam.
Hill Sphere:
Ook bekend als een Roche Sphere, is een Hill Sphere een gebied rond een astronomisch lichaam waar het de aantrekkingskracht van satellieten overheerst. De buitenste rand van dit gebied vormt een nulsnelheidsoppervlak – waarmee een oppervlak wordt bedoeld waar een lichaam met gegeven energie niet overheen kan, omdat het op dat oppervlak geen snelheid zou hebben. Om in een baan om een planeet te kunnen draaien, moet een maan een baan hebben die binnen de heuvelsfeer van de planeet ligt.
Met andere woorden, een heuvelsfeer benadert de gravitationele invloedssfeer van een kleiner lichaam ten opzichte van verstoringen door een massiever lichaam (d.w.z. de moederster). Dus als het gaat om objecten in het zonnestelsel, zal alles wat zich binnen de heuvelsfeer van een planeet bevindt aan die planeet gebonden zijn, terwijl alles wat zich daarbuiten bevindt aan de zon gebonden zal zijn.
Een perfect voorbeeld hiervan is de aarde, die in staat is de maan in haar baan te houden, ondanks de overweldigende zwaartekracht van de zon, omdat zij binnen de heuvelsfeer van de aarde draait. Helaas is dit de reden waarom Mercurius geen eigen manen heeft. Het is absoluut niet in staat er een te vormen, te vangen of te verkrijgen uit materiaal dat in zijn baan wordt geslingerd. En hier is waarom:
Mercurius’ omvang en baan:
Gezien Mercurius’ geringe omvang (de kleinste planeet in het Zonnestelsel) en zijn nabijheid tot de Zon, is zijn zwaartekracht te zwak (en zijn Heuvelbol te klein) om een natuurlijke satelliet te behouden. Als een groot voorwerp vandaag Mercurius zou naderen tot het punt dat het zijn Heuvel Sfeer zou binnendringen, zou het waarschijnlijk door de zwaartekracht van de Zon worden opgepakt.
Een andere manier waarop Mercurius geen maan zou hebben kunnen krijgen heeft te maken met de schaarste van materiaal in zijn baan. Dit kan te wijten zijn aan zonnewinden en de condensatiestralen van lichtere materialen, waarbij sporenstoffen als waterstof en methaan tijdens de vorming van Mercurius in gasvorm dichter bij de Zon bleven en vandaar werden weggeslingerd. Hierdoor bleven alleen elementen als ijzer en nikkel in vaste vorm over, die vervolgens samensmolten tot Mercurius en de andere aardse planeten.
In het begin van de jaren zeventig dachten astronomen een tijd lang dat Mercurius misschien een maan had. Instrumenten aan boord van NASA’s Mariner 10 ruimtevaartuig ontdekten grote hoeveelheden ultraviolette straling in de buurt van Mercurius, waarvan astronomen dachten dat die daar niet thuishoorde. Daarom dachten sommigen dat deze straling afkomstig was van een nabijgelegen maan. Helaas verdween de straling de volgende dag, en later werd ontdekt dat de bron eigenlijk een verre ster was.
Alas, het lijkt erop dat planeten die te dicht bij de zon staan, zoals Mercurius en Venus, voorbestemd zijn om het zonder natuurlijke satellieten te moeten stellen. Dan is het maar goed dat wij aardbewoners het geluk hebben op een wereld te wonen die ver genoeg van de zon is verwijderd en een Heuvelbol heeft die groot genoeg is om een satelliet te houden. Wij hebben ook het geluk dat de enorme botsing die onze maan deed ontstaan, zo lang geleden plaatsvond!
We hebben voor Universe Today verschillende artikelen over Mercurius geschreven. Hier is een artikel over de zwaartekracht op Mercurius, en hier zijn wat feiten over Mercurius. En hier is een artikel dat antwoord geeft op de vraag Hoeveel Manen Zijn Er In Het Zonnestelsel?
Als je meer info over Mercurius wilt, kijk dan eens naar NASA’s Solar System Exploration Guide, en hier is een link naar NASA’s MESSENGER Misson Page.
We hebben ook een aflevering van Astronomy Cast opgenomen die helemaal over Mercurius gaat. Luister hier, Aflevering 49: Mercury.