Wie viele Monde hat der Merkur? (Update)

Praktisch jeder Planet im Sonnensystem hat Monde. Die Erde hat einen Mond, der Mars hat Phobos und Deimos, und Jupiter und Saturn haben 67 bzw. 62 offiziell benannte Monde. Sogar der kürzlich aus dem Verkehr gezogene Zwergplanet Pluto hat fünf bestätigte Monde – Charon, Nix, Hydra, Kerberos und Styx. Und selbst Asteroiden wie 243 Ida haben möglicherweise Satelliten, die sie umkreisen (in diesem Fall Dactyl). Aber was ist mit Merkur?

Wenn Monde im Sonnensystem so häufig vorkommen, warum hat Merkur dann keine? Ja, wenn man fragen würde, wie viele Satelliten der sonnennächste Planet hat, wäre das die kurze Antwort. Aber um die Frage gründlicher zu beantworten, müssen wir den Prozess untersuchen, durch den andere Planeten ihre Monde erhalten haben, und sehen, wie diese auf Merkur zutreffen (oder nicht zutreffen).

Um das Ganze aufzuschlüsseln, gibt es drei Möglichkeiten, wie ein Körper einen natürlichen Satelliten erhalten kann. Diese Ursachen wurden dank der jahrzehntelangen Arbeit von Astronomen und Physikern ermittelt, die die verschiedenen Monde des Sonnensystems studiert und etwas über ihre Umlaufbahnen und Zusammensetzung gelernt haben. Daher haben die Wissenschaftler eine gute Vorstellung davon, woher diese Satelliten stammen und wie sie ihre jeweiligen Planeten umkreisen.

Ursachen für natürliche Satelliten:

Zunächst kann sich ein Satellit (oder Satelliten) aus einer zirkumplanetaren Scheibe aus Material bilden, die einen Planeten umkreist – ähnlich wie eine protoplanetare Scheibe um einen Stern. In diesem Szenario verschmilzt die Scheibe allmählich zu größeren Körpern, die unter Umständen massiv genug sind, um ein hydrostatisches Gleichgewicht zu erreichen (d. h. kugelförmig zu werden). Es wird angenommen, dass Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun auf diese Weise die meisten ihrer größeren Satelliten erhalten haben.

Zweitens können Satelliten entstehen, wenn ein kleiner Körper von der Schwerkraft eines größeren Körpers eingefangen wird. Man nimmt an, dass dies bei den Marsmonden Phobos und Deimos der Fall ist, ebenso wie bei den kleineren, unregelmäßigen Monden von Jupiter, Saturn, Neptun und Uranus. Es wird auch angenommen, dass Neptuns größter Mond, Triton, einst ein transneptunisches Objekt (TNO) war, das aus dem Kuipergürtel herausgeschleudert und dann von Neptuns Schwerkraft eingefangen wurde.

Schließlich gibt es noch die Möglichkeit, dass Monde das Ergebnis massiver Kollisionen sind, die einen Planeten dazu veranlassten, einen Teil seines Materials in den Weltraum zu schleudern, der dann zu einem Satelliten in der Umlaufbahn verschmolz. Es wird allgemein angenommen, dass der Mond auf diese Weise entstanden ist, als ein marsgroßes Objekt (oft als Theia bezeichnet) vor 4,5 Milliarden Jahren mit ihm kollidierte.

Hill-Sphäre:

Auch als Roche-Sphäre bekannt, ist eine Hill-Sphäre eine Region um einen astronomischen Körper, in der die Anziehungskraft von Satelliten dominiert. Der äußere Rand dieser Region bildet eine Null-Geschwindigkeits-Fläche, d.h. eine Fläche, die ein Körper mit einer bestimmten Energie nicht durchqueren kann, da er auf dieser Fläche die Geschwindigkeit Null hätte. Um einen Planeten zu umkreisen, muss ein Mond eine Bahn haben, die innerhalb der Hill-Sphäre des Planeten liegt.

Mit anderen Worten, eine Hill-Sphäre ist eine Annäherung an die Gravitationseinflusssphäre eines kleineren Körpers angesichts der Störungen durch einen massiveren Körper (d. h. den Mutterstern). Bei Objekten im Sonnensystem ist also alles, was sich innerhalb der Hill-Sphäre eines Planeten befindet, an diesen Planeten gebunden, während alles, was sich außerhalb dieser Sphäre befindet, an die Sonne gebunden ist.

Ein perfektes Beispiel dafür ist die Erde, die den Mond trotz der überwältigenden Schwerkraft der Sonne auf seiner Bahn halten kann, weil er innerhalb der Hill-Sphäre der Erde kreist. Aus diesem Grund hat der Merkur leider keine eigenen Monde. Er ist kategorisch nicht in der Lage, einen zu bilden, einzufangen oder aus in die Umlaufbahn geschleudertem Material zu gewinnen. Und das ist der Grund:

Merkurs und Größe des Merkurs:

Aufgrund der geringen Größe des Merkurs (der kleinste Planet im Universum) und seiner Nähe zur Sonne ist seine Schwerkraft zu schwach (und seine Hügelkugel zu klein), um einen natürlichen Satelliten zu halten. Wenn sich heute ein großes Objekt dem Merkur so weit nähern würde, dass es in seine Hill-Sphäre eindringen könnte, würde es stattdessen wahrscheinlich von der Schwerkraft der Sonne aufgefangen werden.

Eine andere Möglichkeit, wie Merkur keinen Mond bekommen haben könnte, hat mit der Materialknappheit in seiner Umlaufbahn zu tun. Dies könnte auf die Sonnenwinde und die Kondensationsradien leichterer Materialien zurückzuführen sein, bei denen Spurenstoffe wie Wasserstoff und Methan während der Entstehung des Merkurs in gasförmiger Form näher an der Sonne verblieben und von dort weggespült wurden. Übrig blieben nur Elemente wie Eisen und Nickel in fester Form, die dann zu Merkur und den anderen terrestrischen Planeten verschmolzen.

Anfang der 1970er Jahre dachten Astronomen eine Zeit lang, Merkur könnte einen Mond haben. Instrumente an Bord der NASA-Raumsonde Mariner 10 entdeckten große Mengen an ultravioletter Strahlung in der Nähe des Merkurs, von der die Astronomen glaubten, dass sie dort nicht hingehört. Daher vermuteten einige, dass diese Strahlung von einem nahe gelegenen Mond stammte. Leider verschwand die Strahlung am nächsten Tag, und man entdeckte später, dass es sich bei der Quelle um einen fernen Stern handelte.

Also scheint es, dass Planeten, die der Sonne zu nahe sind, wie Merkur und Venus, dazu bestimmt sind, ohne natürliche Satelliten zu sein. Gut, dass wir Erdbewohner das Glück hatten, auf einer Welt zu leben, die weit genug von der Sonne entfernt ist und eine ausreichend große Hügelkugel hat, um einen Satelliten zu besitzen. Wir haben auch das Glück, dass die gewaltige Kollision, durch die unser Mond entstanden ist, schon so lange zurückliegt!