Практически на каждой планете Солнечной системы есть спутники. У Земли есть Луна, у Марса есть Фобос и Деймос, а у Юпитера и Сатурна 67 и 62 официально названные луны, соответственно. Черт возьми, даже недавно разжалованная карликовая планета Плутон имеет пять подтвержденных лун - Харон, Никс, Гидра, Керберос и Стикс. И даже такие астероиды, как 243 Ида, могут иметь спутники, вращающиеся вокруг них (в данном случае, Dactyl). Но как насчет Меркурия?
Если луны - такая общая черта в Солнечной системе, почему у Меркурия их нет? Да, если бы спросить, сколько спутников у планеты, ближайшей к нашему Солнцу, это был бы короткий ответ. Но чтобы ответить на него более тщательно, мы должны изучить процесс, посредством которого другие планеты приобрели свои луны, и выяснить, как они применяются (или не применяются) к Меркурию.
Чтобы сломать все это, есть три способа, которыми тело может приобрести естественный спутник. Эти причины были определены благодаря тому, что многие десятилетия астрономы и физики изучали различные луны Солнечной системы и изучали их орбиты и составы. В результате наши ученые имеют хорошее представление о том, откуда появились эти спутники и как они вышли на орбиту своих соответствующих планет.
Причины природных спутников:
Во-первых, спутник (или спутники) может образоваться из околопланетного диска из материала, который вращается вокруг планеты - подобно протопланетному диску вокруг звезды. В этих сценариях диск постепенно объединяется, образуя более крупные тела, которые могут быть или не быть достаточно массивными, чтобы испытать гидростатическое равновесие (то есть стать сферическими). Таким образом, считается, что Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун приобрели большинство своих более крупных спутников.
Во-вторых, спутники могут быть получены, когда маленькое тело захвачено силой тяжести большего тела. Считается, что это относится к тем случаям, когда речь идет о Марсовых лунах Фобоса и Деймоса, а также о нерегулярных лунах Юпитера, Сатурна, Нептуна и Урана. Также считается, что самая большая луна Нептуна, Тритон, когда-то была Транс-Нептуновым Объектом (TNO), который был выброшен из пояса Койпера и затем захвачен гравитацией Нептуна.
Наконец, существует вероятность того, что луны являются результатом массивных столкновений, которые заставили планету выбросить часть своего материала в космос, которая затем объединилась, чтобы сформировать спутник на орбите. Считается, что именно так образовалась Луна, когда объект размером с Марс (часто называемый Тейей) столкнулся с ним 4,5 миллиарда лет назад.
Холм Сфера:
Также известная как Сфера Роша, Сфера Холма - это область вокруг астрономического тела, где она доминирует над притяжением спутников. Внешний край этой области представляет собой поверхность с нулевой скоростью, которая относится к поверхности, которую тело данной энергии не может пересечь, поскольку оно будет иметь нулевую скорость на поверхности. Для того, чтобы вращаться вокруг планеты, у луны должна быть орбита, которая находится в пределах сферы холма планеты.
Другими словами, сфера Хилла приближает гравитационную сферу влияния меньшего тела перед лицом возмущений более массивного тела (то есть родительской звезды). Поэтому, когда имеешь дело с объектами в Солнечной системе, все, что находится в пределах Сферы Холма планеты, будет связано с этой планетой, тогда как все, что находится за ее пределами, будет связано с Солнцем.
Прекрасным примером этого является Земля, которая способна удерживать Луну на своей орбите, несмотря на непреодолимую гравитацию Солнца, потому что она вращается внутри Сферы Холма Земли. Увы, именно поэтому у Меркурия нет собственных лун. Категорически, он не в состоянии сформировать один, захватить или приобрести один из материала, выброшенного на орбиту. И вот почему:
Размер и орбита Меркурия:
Учитывая небольшой размер Меркурия (самой маленькой планеты в Солнечной системе) и его близость к Солнцу, его гравитация слишком слаба (а Сфера Холма слишком мала), чтобы сохранить естественный спутник. По сути, если сегодня большой объект приблизится к Меркурию до того момента, когда он действительно войдет в Сферу Холма, он, скорее всего, будет схвачен гравитацией Солнца.
Другой способ, которым Меркурий не мог получить луну, связан с дефицитом материала на его орбите. Это может быть связано с солнечными ветрами и радиусами конденсации более легких материалов, где микроэлементы, такие как водород и метан, оставались в газообразной форме ближе к Солнцу во время образования Меркурия и, следовательно, были сметены. Это оставило только элементы, такие как железо и никель в твердой форме, которые затем объединились, чтобы сформировать Меркурий и другие земные планеты.
Некоторое время в начале 1970-х астрономы думали, что у Меркурия может быть луна. Инструменты на борту НАСА Маринер 10 Космический корабль обнаружил большое количество ультрафиолетового излучения в окрестностях Меркурия, которое, как полагали астрономы, не принадлежало ему. Следовательно, некоторые предположили, что это излучение исходит от ближайшей луны. К сожалению, излучение исчезло на следующий день, и позже было обнаружено, что этот источник на самом деле был далекой звездой.
Увы, кажется, что планетам, которые находятся слишком близко к Солнцу, таким как Меркурий и Венера, суждено остаться без естественных спутников. Хорошо, что нам, землянам, посчастливилось жить в мире, который достаточно далеко от Солнца и имеет достаточно большую Сферу Холма, чтобы держать спутник. Нам также повезло, что массивное столкновение, которое создало нашу Луну, произошло так давно!
Мы написали несколько статей для Космического журнала о Меркурии. Вот статья о гравитации на Меркурии, и вот некоторые факты о Меркурии. И вот статья, которая отвечает на вопрос, сколько лун в солнечной системе?
Если вам нужна дополнительная информация о Меркурии, ознакомьтесь с Руководством по исследованию солнечной системы НАСА, и вот ссылка на страницу Misson Page MASENGER НАСА.
Мы также записали эпизод «Астрономического каста» о Меркурии. Послушайте, Эпизод 49: Меркурий.
