Fraser Cain , Universe Today
Prakticky každá planeta sluneční soustavy má měsíce. Země má Měsíc, Mars má Phobos a Deimos a Jupiter a Saturn mají 67, resp. 62 oficiálně pojmenovaných měsíců. Sakra, dokonce i nedávno vyřazená trpasličí planeta Pluto má pět potvrzených měsíců – Charon, Nix, Hydra, Kerberos a Styx. A dokonce i planetky jako 243 Ida mohou mít satelity, které kolem nich obíhají (v tomto případě Dactyl). Ale co Merkur?
Jestliže jsou měsíce tak běžnou součástí sluneční soustavy, proč Merkur žádné nemá? Ano, kdybychom se zeptali, kolik satelitů má planeta nejblíže Slunci, byla by to stručná odpověď. Ale důkladnější odpověď vyžaduje, abychom prozkoumali procesy, kterými jiné planety získaly své měsíce, a zjistili, jak se tyto procesy vztahují (nebo nevztahují) na Merkur.
Pokud to celé rozebereme, existují tři způsoby, jak může těleso získat přirozený satelit. Tyto příčiny byly určeny díky mnoha desetiletím, kdy astronomové a fyzikové studovali různé měsíce sluneční soustavy a poznávali jejich dráhy a složení. Díky tomu mají vědci dobrou představu o tom, odkud se tyto satelity vzaly a jak se dostaly na oběžnou dráhu příslušných planet.
Příčiny vzniku přirozených satelitů:
První možnost je, že satelit (nebo satelity) může vzniknout z cirkumplanetárního disku materiálu, který obíhá kolem planety – podobně jako protoplanetární disk kolem hvězdy. V tomto scénáři se disk postupně spojuje a vytváří větší tělesa, která mohou, ale nemusí být dostatečně hmotná, aby prošla hydrostatickou rovnováhou (tj. stala se sférickými). Předpokládá se, že tímto způsobem získaly Jupiter, Saturn, Uran a Neptun většinu svých větších satelitů.
Druhým způsobem může dojít k získání satelitů, když je malé těleso zachyceno gravitací většího tělesa. Předpokládá se, že k tomu dochází v případě marsovských měsíců Phobos a Deimos, stejně jako v případě menších nepravidelných měsíců Jupiteru, Saturnu, Neptunu a Uranu. Předpokládá se také, že největší Neptunův měsíc Triton byl kdysi transneptunským objektem (TNO), který byl vyvržen z Kuiperova pásu a poté zachycen gravitací Neptunu.
Naposledy existuje možnost, že měsíce jsou výsledkem mohutných srážek, které způsobily, že planeta vyvrhla část svého materiálu do vesmíru, který se pak spojil a vytvořil satelit na oběžné dráze. Obecně se předpokládá, že takto vznikl Měsíc, když se s ním před 4,5 miliardami let srazilo těleso o velikosti Marsu (často označované jako Theia).
Hillova sféra:
Hillova sféra, známá také jako Rocheova sféra, je oblast kolem astronomického tělesa, kde dominuje přitažlivost satelitů. Vnější okraj této oblasti tvoří plochu s nulovou rychlostí – což označuje plochu, kterou těleso o dané energii nemůže překročit, protože by na ní mělo nulovou rychlost. Aby mohl měsíc obíhat kolem planety, musí mít dráhu, která leží uvnitř Hillovy sféry planety.
Jinými slovy, Hillova sféra aproximuje gravitační sféru vlivu menšího tělesa vůči rušivým vlivům hmotnějšího tělesa (tj. mateřské hvězdy). Pokud se tedy jedná o objekty ve sluneční soustavě, cokoli uvnitř Hillovy sféry planety bude vázáno na tuto planetu, zatímco cokoli mimo ni bude vázáno na Slunce.
Dokonalým příkladem je Země, která je schopna udržet Měsíc na jeho oběžné dráze tváří v tvář drtivé gravitaci Slunce, protože obíhá uvnitř Hillovy sféry Země. Bohužel právě proto nemá Merkur žádné vlastní měsíce. Kategoricky není schopen žádný vytvořit, zachytit ani získat z materiálu vyvrženého na oběžnou dráhu. A zde je důvod:
Velikost a dráha Merkuru:
Vzhledem k malé velikosti Merkuru (nejmenší planeta v soustavě ) a jeho blízkosti ke Slunci je jeho gravitace příliš slabá (a Hillova sféra příliš malá) na to, aby si udržel přirozený satelit. V podstatě kdyby se dnes k Merkuru přiblížil velký objekt do té míry, že by skutečně vstoupil do jeho Hillovy sféry, pravděpodobně by ho místo toho zachytila sluneční gravitace.
Další způsob, jak Merkur nemohl získat měsíc, souvisí s nedostatkem materiálu na jeho oběžné dráze. To může být způsobeno slunečním větrem a kondenzačními poloměry lehčích materiálů, kdy stopové látky jako vodík a metan zůstaly v plynné formě blíže ke Slunci během vzniku Merkuru a odtud byly odplaveny. Zůstaly tak pouze prvky jako železo a nikl v pevné formě, které se pak spojily a vytvořily Merkur a ostatní terestrické planety.
Na počátku 70. let 20. století se astronomové domnívali, že Merkur by mohl mít měsíc. Přístroje na palubě sondy NASA Mariner 10 zaznamenaly v okolí Merkuru velké množství ultrafialového záření, o kterém se astronomové domnívali, že tam nepatří. Proto se někteří domnívali, že toto záření pochází z blízkého měsíce. Bohužel následující den záření zmizelo a později se zjistilo, že zdrojem byla ve skutečnosti vzdálená hvězda.
Bohužel se zdá, že planety, které jsou příliš blízko Slunci, jako například Merkur a Venuše, jsou odsouzeny k tomu, aby zůstaly bez přirozených satelitů. Je tedy dobře, že my pozemšťané jsme měli to štěstí a žijeme na světě, který je dostatečně daleko od Slunce a má dostatečně velkou Hillovu sféru, aby si mohl udržet družici. Máme také štěstí, že k mohutné srážce, která vytvořila náš Měsíc, došlo tak dávno!