kirjoittanut Fraser Cain , Universe Today
Vähän jokaisella aurinkokunnan planeetalla on kuita. Maassa on kuu, Marsissa on Phobos ja Deimos, ja Jupiterilla on 67 ja Saturnuksella 62 virallisesti nimettyä kuuta. Hitto, jopa äskettäin poistetulla kääpiöplaneetalla Plutolla on viisi vahvistettua kuuta – Charon, Nix, Hydra, Kerberos ja Styx. Jopa 243 Idan kaltaisilla asteroideilla voi olla satelliitteja (tässä tapauksessa Dactyl). Mutta entä Merkurius?
Jos kuut ovat niin yleinen piirre aurinkokunnassa, miksi Merkuriuksella ei ole yhtään? Kyllä, jos kysyttäisiin, kuinka monta satelliittia aurinkoa lähimpänä olevalla planeetalla on, se olisi lyhyt vastaus. Mutta vastaaminen siihen perusteellisemmin edellyttää, että tutkimme prosessia, jonka kautta muut planeetat ovat saaneet kuunsa, ja katsomme, miten nämä soveltuvat (tai eivät sovellu) Merkuriukseen.
Kaikkea eritelläkseni, on kolme tapaa, joilla kappale voi saada luonnollisen satelliitin. Nämä syyt on määritetty sen ansiosta, että tähtitieteilijät ja fyysikot ovat vuosikymmeniä tutkineet aurinkokunnan eri kuita ja oppineet niiden kiertoradoista ja koostumuksesta. Tämän tuloksena tutkijoilla on hyvä käsitys siitä, mistä nämä satelliitit ovat peräisin ja miten ne ovat päätyneet kiertämään omia planeettojaan.
Luonnollisten satelliittien syyt:
Ensiksi satelliitti (tai satelliitteja) voi muodostua planeettaa kiertävästä sirkumplanetaarisesta aineesta koostuvasta kiekosta, joka kiertää planeettaa – samaan tapaan kuin tähden ympärillä oleva protoplanetaarinen kiekko. Tässä skenaariossa kiekko sulautuu vähitellen yhteen muodostaen suurempia kappaleita, jotka voivat olla riittävän massiivisia hydrostaattiseen tasapainoon (eli pallomaisiksi) tai sitten eivät. Näin Jupiterin, Saturnuksen, Uranuksen ja Neptunuksen uskotaan saaneen suurimman osan suuremmista satelliiteistaan.
Toiseksi satelliitteja voi syntyä, kun pienen kappaleen vangitsee suuremman kappaleen painovoima. Näin uskotaan olevan Marsin kuiden Phobos ja Deimos sekä Jupiterin, Saturnuksen, Neptunuksen ja Uranuksen pienempien, epäsäännöllisten kuiden kohdalla. Uskotaan myös, että Neptunuksen suurin kuu, Triton, oli aikoinaan Kuiperin vyöhykkeeltä sinkoutunut ja sitten Neptunuksen painovoiman vangitsema Trans-Neptunian Object (TNO).
Viimeiseksi on olemassa mahdollisuus, että kuut ovat tulosta massiivisista törmäyksistä, jotka saivat aikaan sen, että planeetalta sinkoutui jonkin verran materiaalia avaruuteen, joka sitten sulautui yhteen muodostaen satelliitin kiertoradalla. Yleisesti ajatellaan, että Kuu muodostui näin, kun Marsin kokoinen kappale (jota usein kutsutaan nimellä Theia) törmäsi siihen 4,5 miljardia vuotta sitten.
Hillin pallo:
Tunnetaan myös nimellä Rochen pallo, Hillin pallo on tähtitaivaankappaleen ympärillä oleva alue, jossa se hallitsee satelliittien vetovoimaa. Tämän alueen ulkoreuna muodostaa nollanopeuspinnan – jolla tarkoitetaan pintaa, jota tietyn energian omaava kappale ei voi ylittää, koska sen nopeus pinnalla olisi nolla. Voidakseen kiertää planeettaa kuun radan on oltava planeetan Hillin pallon sisällä.
Muilla sanoilla Hillin pallo approksimoi pienemmän kappaleen gravitaatiovaikutusaluetta massiivisemman kappaleen (esim. emotähden) aiheuttamien häiriöiden vaikutuksen alaisena. Kun siis käsitellään aurinkokunnan kohteita, kaikki planeetan Hillin pallon sisällä oleva on sidottu kyseiseen planeettaan, kun taas kaikki sen ulkopuolella oleva on sidottu aurinkoon.
Täydellinen esimerkki tästä on maapallo, joka pystyy pitämään kuun kiertoradallaan auringon ylivoimaisen painovoiman edessä, koska se kiertää maapallon Hillin pallon sisällä. Valitettavasti tästä syystä Merkuriuksella ei ole omaa kuuta. Periaatteessa se ei pysty muodostamaan sellaista, pyydystämään sellaista tai hankkimaan sellaista kiertoradalle heitetyistä aineista. Ja tässä on syy:
Merkuriuksen koko ja kiertorata:
Merkuriuksen pienen koon (pienin planeetta koko ) ja auringon läheisyyden vuoksi sen painovoima on liian heikko (ja Hillin pallo liian pieni) säilyttääkseen luonnollisen satelliitin. Periaatteessa, jos suuri esine lähestyisi nykyään Merkuriusta siinä määrin, että se todella pääsisi sen Hillin pallon sisälle, auringon painovoima sen sijaan todennäköisesti nappaisi sen mukaansa.
Toinen tapa, jolla Merkurius ei olisi voinut hankkia kuuta, liittyy materiaalin niukkuuteen sen kiertoradalla. Tämä saattaa johtua aurinkotuulista ja kevyempien aineiden tiivistymissäteistä, joissa vedyn ja metaanin kaltaiset hivenaineet jäivät Merkuriuksen muodostuessa kaasumaisessa muodossa lähemmäs aurinkoa ja pyyhkäistiin sieltä pois. Jäljelle jäivät vain raudan ja nikkelin kaltaiset alkuaineet kiinteässä muodossa, jotka sitten yhdistyivät muodostaen Merkuriuksen ja muut maanpäälliset planeetat.
Joitakin aikoja 1970-luvun alussa tähtitieteilijät arvelivat, että Merkuriuksella saattaa olla kuu. NASA:n Mariner 10 -avaruusaluksen mittalaitteet havaitsivat Merkuriuksen läheisyydessä suuria määriä ultraviolettisäteilyä, jonka tähtitieteilijät uskoivat kuuluvan sinne. Näin ollen jotkut arvelivat, että tämä säteily oli peräisin läheisestä kuusta. Valitettavasti säteily katosi seuraavana päivänä, ja myöhemmin selvisi, että lähde oli itse asiassa kaukainen tähti.
Lopulta näyttää siltä, että liian lähellä Aurinkoa olevien planeettojen, kuten Merkuriuksen ja Venuksen, kohtalona on jäädä ilman luonnollisia satelliitteja. On siis hyvä, että me Maan asukkaat olimme onnekkaita asuessamme maailmassa, joka on tarpeeksi kaukana auringosta ja jonka Hillin pallo on tarpeeksi suuri satelliitin pitämiseen. Olemme myös niin onnekkaita, että massiivinen törmäys, joka loi Kuumme, tapahtui niin kauan sitten!