Nästan varje planet i solsystemet har månar. Jorden har månen, Mars har Phobos och Deimos, och Jupiter och Saturn har 67 respektive 62 officiellt namngivna månar. Heck, till och med den nyligen nedtagna dvärgplaneten Pluto har fem bekräftade månar - Charon, Nix, Hydra, Kerberos och Styx. Och till och med asteroider som 243 Ida kan ha satelliter som kretsar kring dem (i detta fall Dactyl). Men hur är det med Merkurius?
Om månar är en så vanlig funktion i solsystemet, varför är det så att Merkur inte har något? Ja, om man skulle fråga hur många satelliter planeten närmast vår sol har, skulle det vara det korta svaret. Men för att besvara det mer noggrant krävs att vi undersöker processen genom vilken andra planeter förvärvade sina månar och ser hur dessa tillämpas (eller inte tillämpas) på Merkurius.
För att bryta ner allt finns det tre sätt på vilka en kropp kan skaffa sig en naturlig satellit. Dessa orsaker har fastställts tack vare många decennier av astronomer och fysiker som studerade solsystemets olika månar och lärt sig om deras banor och kompositioner. Som ett resultat har våra forskare en god uppfattning om var dessa satelliter kom ifrån och hur de kom till kretslopp om sina respektive planeter.
Orsaker till naturliga satelliter:
Först kan en satellit (eller satelliter) bildas från en circumplanetary skiva av material som kretsar runt en planet - liknande en protoplanetärisk skiva runt en stjärna. I dessa scenarier sammanfogas skivan gradvis för att bilda större kroppar, som kanske eller inte är tillräckligt massiva för att genomgå hydrostatisk jämvikt (dvs blir sfäriska). Således tros Jupiter, Saturn, Uranus och Neptune ha förvärvat majoriteten av sina större satelliter.
För det andra kan satelliter förvärvas när en liten kropp fångas av en större kropps allvar. Detta tros vara fallet när det gäller Mars 'månar av Phobos och Deimos, liksom Jupiter, Saturnus, Neptunus och Uranus mindre, oregelbundna månar. Det antas också att Neptuns största måne, Triton, en gång var ett trans-Neptunian objekt (TNO) som drogs ut från Kuiper Belt och sedan fångades av Neptunes gravitation.
Till sist finns det möjligheten att månar är ett resultat av massiva kollisioner som fick en planet att slänga ut något av deras material ut i rymden, som sedan sammanfördes för att bilda en satellit i omloppsbana. Detta är allmänt trott vara hur månen bildades, när ett objekt av Mars-storlek (ofta kallad Theia) kolliderade med det för 4,5 miljarder år sedan.
Hill Sphere:
Också känd som en Roche Sphere, är en Hill Sphere en region runt en astronomisk kropp där den dominerar attraktionerna hos satelliter. Den yttre kanten av detta område utgör en yta med nollhastighet - som avser en yta som en kropp med en given energi inte kan korsa, eftersom den skulle ha nollhastighet på ytan. För att kretsa runt en planet måste en måne ha en bana som ligger inom planetens Hill Sphere.
Med andra ord, en Hill Sphere ungefärligar gravitationspåverkan sfär av en mindre kropp i ansiktet av störningar från en mer massiv kropp (dvs. moderstjärnan). Så när man hanterar föremål i solsystemet kommer allt inom en planets Hill Sphere att vara bundet till den planeten, medan allt utanför det kommer att vara bundet till solen.
Ett perfekt exempel på detta är Jorden, som kan hålla månen i sin bana, inför solens överväldigande tyngdkraft, eftersom den kretsar kring Jordens Hill Sphere. Tyvärr är det därför Mercury inte har sina egna månar. Kategoriskt sett är det inte i stånd att bilda en, fånga en eller skaffa en från material som kastas ut i bana. Och här är varför:
Mercury's Size and Orbit:
Med tanke på Merkurius lilla storlek (solens minsta planet) och dess närhet till solen, är det allvarligt för svagt (och det är Hill Sphere för liten) för att behålla en naturlig satellit. I grund och botten, om ett stort föremål skulle närma sig Merkurius idag, till den punkten att det faktiskt gick in i sin Hill Sphere, skulle det troligen bli ryckt upp av solens allvar i stället.
Ett annat sätt på vilket Merkurius inte kunde ha fått en måne har att göra med materialbristen i sin omloppsbana. Detta kan bero på solvindar och kondensationsradierna för lättare material, där spårämnen som väte och metan förblev i gasform närmare solen under Mercurys bildning och därifrån sopades bort. Detta lämnade endast element som järn och nickel i fast form, som sedan sammanfogades för att bilda Merkurius och de andra markplaneterna.
Under en tid i början av 1970-talet trodde astronomer att Merkurius kunde ha en måne. Instrument ombord på NASA: s Mariner 10 rymdskepp upptäckte stora mängder ultraviolett strålning i närheten av Merkurius som astronomer trodde inte hörde där. Därför teoretiserade vissa att denna strålning kom från en närliggande måne. Tyvärr försvann strålningen nästa dag, och det upptäcktes senare att källan faktiskt var en avlägsen stjärna.
Tyvärr verkar det som att planeter som är för nära solen, såsom Merkurius och Venus, är avsett att vara utan naturliga satelliter. Det är då bra att vi jordgubbar hade turen att leva i en värld som är tillräckligt långt från solen och har en tillräckligt stor kulle för att hålla en satellit. Vi är också lyckliga att den enorma kollisionen som skapade vår måne hände så länge sedan!
Vi har skrivit flera artiklar för Space Magazine om Mercury. Här är en artikel om gravitationen på Merkurius, och här är några fakta om Merkurius. Och här är en artikel som svarar på frågan Hur många månar finns i solsystemet?
Om du vill ha mer information om Merkurius kan du kolla in NASA: s undersökningsguide för solsystem och här är en länk till NASA: s MESSENGER Misson Page.
Vi har också spelat in ett avsnitt av Astronomy Cast om Mercury. Lyssna här, avsnitt 49: Mercury.
