Fraser Cain , Universe Today
Majdnem minden bolygónak van holdja a Naprendszerben. A Földnek van holdja, a Marsnak a Phobos és a Deimos, a Jupiternek és a Szaturnusznak pedig 67, illetve 62 hivatalosan elnevezett holdja van. A fenébe, még a nemrég lefokozott törpebolygónak, a Plútónak is öt megerősített holdja van – a Charon, a Nix, a Hydra, a Kerberos és a Styx. És még az olyan aszteroidáknak is, mint a 243 Ida, lehetnek műholdjaik (ebben az esetben a Dactyl). De mi a helyzet a Merkúrral?
Ha a holdak ilyen gyakoriak a Naprendszerben, miért van az, hogy a Merkúrnak egy sincs? Igen, ha azt kérdeznénk, hogy a Naphoz legközelebbi bolygónak hány műholdja van, akkor ez lenne a rövid válasz. De a válasz alaposabb megválaszolásához meg kell vizsgálnunk azt a folyamatot, amelynek során más bolygók megszerezték holdjaikat, és meg kell néznünk, hogy ezek hogyan érvényesek (vagy nem érvényesek) a Merkúrra.
Hogy mindezt lebontjuk, háromféleképpen szerezhet egy égitest természetes műholdat. Ezeket az okokat a csillagászok és fizikusok sok évtizedes, a Naprendszer különböző holdjainak tanulmányozásának, valamint pályájuk és összetételük megismerésének köszönhetően határozták meg. Ennek eredményeképpen a tudósoknak jó elképzelésük van arról, hogy honnan származnak ezek a műholdak, és hogyan kerültek bolygóik körüli pályára.
A természetes műholdak okai:
Először is, egy műhold (vagy műholdak) kialakulhat egy bolygó körül keringő anyagból álló cirkumplanetáris korongból – hasonlóan a csillag körüli protoplanetáris koronghoz. Ebben a forgatókönyvben a korong fokozatosan nagyobb testekké olvad össze, amelyek vagy elég nagy tömegűek ahhoz, hogy hidrosztatikus egyensúlyba kerüljenek (azaz gömb alakúvá váljanak), vagy nem. A Jupiter, a Szaturnusz, az Uránusz és a Neptunusz feltehetően így szerezte nagyobb műholdjainak többségét.
Második esetben a műholdak akkor is létrejöhetnek, amikor egy kisebb testet egy nagyobb test gravitációja foglyul ejt. A feltételezések szerint ez a helyzet a Mars Phobosz és Deimosz holdjaival, valamint a Jupiter, a Szaturnusz, a Neptunusz és az Uránusz kisebb, szabálytalan holdjaival. Azt is feltételezik, hogy a Neptunusz legnagyobb holdja, a Triton egykor transzneptunusi objektum (TNO) volt, amely a Kuiper-övből kilökődött, majd a Neptunusz gravitációja befogta.
Végül fennáll a lehetőség, hogy a holdak olyan hatalmas ütközések eredményei, amelyek következtében egy bolygó anyagának egy részét kilökte a világűrbe, amely aztán egy pályán keringő műholdat alkotva egyesült. Széles körben úgy gondolják, hogy a Hold is így keletkezett, amikor 4,5 milliárd évvel ezelőtt egy Mars méretű objektum (gyakran Theia néven emlegetik) ütközött vele.
Hill-gömb:
A más néven Roche-gömb, a Hill-gömb egy csillagászati test körüli régió, ahol a műholdak vonzása dominál. Ennek a régiónak a külső széle nulla sebességű felületet képez – ez olyan felületre utal, amelyet egy adott energiájú test nem tud átlépni, mivel a felületen nulla sebességgel haladna. Ahhoz, hogy egy bolygó körül keringhessen, egy holdnak olyan pályán kell keringenie, amely a bolygó Hill-szférájába esik.
Más szóval, a Hill-szféra egy kisebb test gravitációs befolyási területét közelíti meg egy nagyobb tömegű test (pl. az anyacsillag) által okozott perturbációkkal szemben. Tehát amikor a Naprendszerben lévő objektumokról van szó, akkor bármi, ami egy bolygó Hill-szféráján belül van, ahhoz a bolygóhoz kötődik, míg bármi, ami azon kívül van, a Naphoz kötődik.
Ezekre tökéletes példa a Föld, amely a Nap elsöprő gravitációjával szemben is képes pályáján tartani a Holdat, mert az a Föld Hill-szféráján belül kering. Sajnos a Merkúrnak ezért nincs saját holdja. Kategorikusan nincs abban a helyzetben, hogy kialakítson egyet, befogjon egyet, vagy a pályájára kilökött anyagból szerezzen egyet. És itt az oka:
Merkúr mérete és pályája:
A Merkúr kis mérete (a legkisebb bolygó a ) és a Naphoz való közelsége miatt a gravitációja túl gyenge (és a Hill-gömbje túl kicsi) ahhoz, hogy természetes műholdat tartson meg. Alapvetően, ha ma egy nagy objektum megközelítené a Merkúrt, olyannyira, hogy ténylegesen belépne a Hill-gömbjébe, akkor valószínűleg a Nap gravitációja ragadná el helyette.
A másik módja annak, hogy a Merkúrnak nem lehetett holdja, a pályáján lévő anyag szűkösségével függ össze. Ennek oka a napszél és a könnyebb anyagok kondenzációs sugara lehet, ahol a Merkúr kialakulása során az olyan nyomanyagok, mint a hidrogén és a metán, gáz halmazállapotban maradtak a Naphoz közelebb, és onnan elsöpörték őket. Így csak olyan elemek maradtak szilárd formában, mint a vas és a nikkel, amelyek aztán összeolvadtak, hogy kialakítsák a Merkúrt és a többi földi bolygót.
A hetvenes évek elején a csillagászok egy ideig úgy gondolták, hogy a Merkúrnak lehet egy holdja. A NASA Mariner 10 űrszondájának fedélzetén lévő műszerek nagy mennyiségű ultraibolya sugárzást észleltek a Merkúr közelében, amelyről a csillagászok úgy vélték, hogy nem oda tartozik. Ezért egyesek azt feltételezték, hogy ez a sugárzás egy közeli holdról származik. Sajnos a sugárzás másnap eltűnt, és később kiderült, hogy a forrás valójában egy távoli csillag volt.
Hát úgy tűnik, hogy a Naphoz túl közel eső bolygók, mint például a Merkúr és a Vénusz, természetes műholdak nélkül maradnak. Még szerencse, hogy mi, földlakók elég szerencsések voltunk ahhoz, hogy egy olyan világon éljünk, amely elég messze van a Naptól, és elég nagy Hill-gömbbel rendelkezik ahhoz, hogy műholdat tartson. Az is szerencse, hogy a hatalmas ütközés, amely a Holdunkat létrehozta, olyan régen történt!