Practic fiecare planetă din Sistemul Solar are luni. Pământul are Luna, Marte are Phobos și Deimos, iar Jupiter și Saturn au 67 și, respectiv, 62 de sateliți numiți oficial. Heck, chiar și planeta pitică Pluto, recent retrogradată, are cinci sateliți confirmați – Charon, Nix, Hydra, Kerberos și Styx. Și chiar și asteroizi precum 243 Ida ar putea avea sateliți care orbitează în jurul lor (în acest caz, Dactyl). Dar cum rămâne cu Mercur?
Dacă sateliții sunt o caracteristică atât de comună în Sistemul Solar, de ce Mercur nu are niciunul? Da, dacă ar fi să ne întrebăm câți sateliți are planeta cea mai apropiată de Soare, acesta ar fi răspunsul scurt. Dar pentru a răspunde mai amănunțit este necesar să examinăm procesul prin care alte planete și-au dobândit sateliții și să vedem cum acestea se aplică (sau nu se aplică) în cazul lui Mercur.
Pentru a descompune totul, există trei moduri în care un corp poate dobândi un satelit natural. Aceste cauze au fost determinate datorită multor decenii în care astronomii și fizicienii au studiat diferitele luni ale sistemului solar și au învățat despre orbitele și compozițiile acestora. Ca urmare, oamenii noștri de știință au o idee bună despre proveniența acestor sateliți și despre modul în care au ajuns să orbiteze în jurul planetelor respective.
Cauzele sateliților naturali:
În primul rând, un satelit (sau sateliți) se poate forma dintr-un disc circumplanetar de material care orbitează în jurul unei planete – similar cu un disc protoplanetar în jurul unei stele. În aceste scenarii, discul se unește treptat pentru a forma corpuri mai mari, care pot sau nu să fie suficient de masive pentru a suferi echilibrul hidrostatic (adică să devină sferice). Acesta este modul în care se crede că Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun au dobândit majoritatea sateliților lor mai mari.
În al doilea rând, sateliții pot fi dobândiți atunci când un corp mic este capturat de gravitația unui corp mai mare. Se crede că acesta este cazul sateliților lui Marte, Phobos și Deimos, precum și al sateliților mai mici și neregulate ale lui Jupiter, Saturn, Neptun și Uranus. Se crede, de asemenea, că cea mai mare lună a lui Neptun, Triton, a fost cândva un Obiect Trans-Neptunian (TNO) care a fost ejectat din Centura Kuiper și apoi capturat de gravitația lui Neptun.
În sfârșit, există posibilitatea ca lunile să fie rezultatul unor coliziuni masive care au făcut ca o planetă să ejecteze o parte din materialul său în spațiu, care apoi s-a unit pentru a forma un satelit pe orbită. Se crede pe scară largă că acesta este modul în care s-a format Luna, atunci când un obiect de mărimea lui Marte (adesea denumit Theia) s-a ciocnit cu ea în urmă cu 4,5 miliarde de ani.
Sfera Hill:
Cunoscută și sub numele de Sfera Roche, o Sferă Hill este o regiune din jurul unui corp astronomic în care domină atracția sateliților. Marginea exterioară a acestei regiuni constituie o suprafață cu viteză zero – care se referă la o suprafață pe care un corp cu o anumită energie nu o poate traversa, deoarece ar avea viteză zero pe această suprafață. Pentru a orbita în jurul unei planete, o lună trebuie să aibă o orbită care se află în interiorul Sferei Hill a planetei.
Cu alte cuvinte, o Sferă Hill aproximează sfera de influență gravitațională a unui corp mai mic în fața perturbațiilor provenite de la un corp mai masiv (de exemplu, steaua mamă). Așadar, atunci când avem de-a face cu obiecte din sistemul solar, orice se află în interiorul Sferei Hill a unei planete va fi legat de acea planetă, în timp ce orice se află în afara ei va fi legat de Soare.
Un exemplu perfect în acest sens este Pământul, care este capabil să mențină Luna pe orbita sa, în fața gravitației copleșitoare a Soarelui, deoarece aceasta orbitează în interiorul Sferei Hill a Pământului. Din păcate, acesta este motivul pentru care Mercur nu are propriile luni. În mod categoric, nu este în măsură să formeze una, să captureze una sau să dobândească una din materialul ejectat pe orbită. Și iată de ce:
Mărimea și orbita lui Mercur:
Datorită dimensiunilor reduse ale lui Mercur (cea mai mică planetă din Sistemul Solar) și proximității sale față de Soare, gravitația sa este prea slabă (și Sfera sa Hill prea mică) pentru a reține un satelit natural. Practic, dacă un obiect de mari dimensiuni s-ar apropia astăzi de Mercur, până la punctul în care ar intra efectiv în Sfera Hill a acestuia, ar fi probabil să fie înghițit în schimb de gravitația Soarelui.
O altă modalitate prin care Mercur nu ar fi putut dobândi o lună are legătură cu raritatea materialului de pe orbita sa. Acest lucru se poate datora vânturilor solare și razei de condensare a materialelor mai ușoare, unde urme de substanțe precum hidrogenul și metanul au rămas în formă gazoasă mai aproape de Soare în timpul formării lui Mercur și au fost apoi măturate. Acest lucru a lăsat doar elemente precum fierul și și nichelul în formă solidă, care apoi s-au unit pentru a forma Mercur și celelalte planete terestre.
Pentru o vreme, la începutul anilor 1970, astronomii au crezut că Mercur ar putea avea o lună. Instrumentele de la bordul navei spațiale Mariner 10 de la NASA au detectat cantități mari de radiații ultraviolete în apropierea lui Mercur, despre care astronomii credeau că nu aparțin acolo. Prin urmare, unii au emis teoria că aceste radiații proveneau de la o lună din apropiere. Din nefericire, radiația a dispărut a doua zi, iar mai târziu s-a descoperit că sursa era de fapt o stea îndepărtată.
Din păcate, se pare că planetele care sunt prea aproape de Soare, cum ar fi Mercur și Venus, sunt sortite să rămână fără sateliți naturali. Este un lucru bun atunci că noi, pământenii, am fost suficient de norocoși să trăim pe o lume care este suficient de departe de Soare și are o Sferă Hill suficient de mare pentru a păstra un satelit. Suntem, de asemenea, suficient de norocoși că coliziunea masivă care a creat Luna noastră a avut loc cu atât de mult timp în urmă!
Am scris mai multe articole pentru Universe Today despre Mercur. Iată un articol despre gravitația de pe Mercur, iar aici sunt câteva date despre Mercur. Și aici este un articol care răspunde la întrebarea Câte luni sunt în sistemul solar?
Dacă doriți mai multe informații despre Mercur, consultați Ghidul de explorare a sistemului solar al NASA, iar aici este un link către pagina NASA MESSENGER Misson Page.
Am înregistrat, de asemenea, un episod al emisiunii Astronomy Cast despre Mercur. Ascultați aici, episodul 49: Mercur.